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Mg-4Al-RE-Ca-Si耐热镁合金的组织与性能

黄德明  
【摘要】: 在阅读分析国内外相关技术文献的基础上,本文以AE41合金为基础,通过Ca、Si元素的微合金化以及用无钕的LPC稀土(镧镨铈混合稀土金属)替代稀土Di(钕镨混合稀土金属),以获得常温力学性能相当于和150℃~175℃耐热性能优于AE42的廉价镁合金。采用光学显微镜、扫描电镜、能谱议、X射线衍射分析仪等对合金的微观组织进行了分析,并用万能材料实验机和高温布氏硬度计测试了合金的室温及高温拉伸性能和高温抗蠕变能力,得出下列重要结论。 1.Ca能够细化合金的组织,使AE41合金的组织由树枝晶趋向等轴晶转变,并在合金组织中形成骨骼状的Al_2Ca相和短杆状的Al_2Di相,前者主要分布在晶界区域,后者同时存在于晶内和晶界。AE41合金通过Ca微合金化后,其拉伸性能与AE42合金相近,蠕变性能优于AE42。Ca能够改善合金的高温性能尤其是高温蠕变性能是因为:较为均匀地分布在晶界区域的Al_2Ca相和Al_2Di相,具有良好的热稳定性,高温蠕变过程中其形貌未发生显著变化;而AE42合金中针状的Al11Di3相主要分布在晶界,并有“团簇”聚集趋势,高温蠕变过程中, Al11Di3相会部分分解成短杆状的Al_2Di相,使其150℃以上的性能特别是蠕变性能降低。 2.Ca加入AE41合金后,组织中形成的骨骼状Al_2Ca相较粗大,加入Si进一步合金化后,合金中的析出相形貌得到改善,主要为沿晶界分布的短片状析出物和晶内分布的短杆状析出相,这两种相在镁基体上分布均匀且尺寸细小,使合金高温拉伸性能和蠕变性能得到了进一步的改善。 3.以镧镨铈混合稀土取代合金中的钕镨混合稀土后,合金的高温拉伸性能和蠕变性能略有下降,但是仍好于AE42合金。导致这种现象的原因主要是稀


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