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混合稀土和Ca对AZ91镁合金组织和性能的影响

王莹  
【摘要】:镁合金作为结构材料具有其它材料无法比拟的优越性,但有限的机械强度限制了它的推广应用。随着镁合金在汽车工业和电子产业中的应用越来越广,对镁合金的研究和应用已经引起了各国生产厂商的重视。针对目前应用广泛的AZ91镁合金,研究了混合稀土和Ca 对其组织和性能的影响,得到了混合稀土和Ca 分别加入时最佳的加入量。根据它们的最佳加入量,研究了混合稀土和Ca 复合添加对AZ91 镁合金组织和性能的影响。通过试验与分析,得出以下结论: ①混合稀土显著细化了AZ91 镁合金基体组织。随着混合稀土含量的增加,网状的β-Mg17Al12相逐渐变为断续、弥散分布的短杆状和粒状,并出现Al4RE 新相。在W(RE)=0.1~0.2 时,能较好地改善铸态AZ91 合金的机械性能:抗拉强度、屈服强度、延伸率、硬度分别提高了4.8%、5.4%、35%、3.6%。 ②Ca 显著细化了AZ91 镁合金基体组织。随着Ca 含量的增加,网状的β-Mg17Al12 相逐渐变为断续、弥散分布的骨骼状。Ca 的加入在合金中没有在出现新相,而是溶入到β相中。在W(RE)=0.5 时,能较好地改善铸态AZ91 合金的机械性能:抗拉强度、屈服强度、硬度分别提高了6%、2.8%、1%,但合金的延伸率却下降。 ③混合稀土和Ca 复合添加,可有效细化AZ91 合金组织,并使β-Mg17Al12相由连续的网状组织变为断续、弥散分布的骨骼状。混合稀土和Ca 的复合添加,提高了合金的抗拉强度和屈服强度,改善了合金的延伸率。混合稀土的添加量为0.2%,Ca 的添加量为0.2%时,合金具有较好的综合力学性能。这说明可以在在镁合金中微量添加混合稀土和廉价的Ca 元素来获得综合性能优良的镁合金。


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