稀土元素Y、Gd對(duì)AZ61鎂合金組織及性能的影響.pdf

1、鎂合金是目前應(yīng)用最輕質(zhì)的金屬結(jié)構(gòu)材料，具有比剛度與比強(qiáng)度高、減震性能好、易回收、鑄造加工性能好以及生物相容性能好等諸多優(yōu)點(diǎn)。鎂合金已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于交通運(yùn)輸、通訊、尖端設(shè)備等相關(guān)的領(lǐng)域，但鎂合金的高溫力學(xué)性能及蠕變性能比較差，限制了鎂合金在某些場(chǎng)合的廣泛應(yīng)用。通過合金的制備、組織分析、拉伸力學(xué)性能及蠕變性能的測(cè)試等方法，系統(tǒng)地研究了聯(lián)合添加稀土 Y和 Gd對(duì) AZ61鎂合金組織和性能的影響。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴適量的添加稀土

2、元素Y、Gd可以細(xì)化Mg-6Al-1Zn-mY-nGd(m=0.3-1.2, n=0.6-2.4, n/m=2)鑄態(tài)及時(shí)效態(tài)鎂合金顯微組織，提高鎂合金鑄態(tài)、固溶時(shí)效態(tài)下的抗拉強(qiáng)度。在本實(shí)驗(yàn)的研究條件下，在鑄態(tài)合金中，隨著添加Y、Gd稀土含量的增加，骨骼狀的Mg17Al12相有一定程度的減少，析出塊狀第二相 Al2Y、Al2Gd增多，晶粒尺寸由小變大。在稀土總含量為2.7％時(shí)，晶粒最為細(xì)小，室溫下合金的抗拉強(qiáng)度達(dá)到了峰值236.2MPa。

3、經(jīng)固溶時(shí)效后，隨著添加 Y、Gd稀土含量的增加，點(diǎn)狀、小塊狀的Mg17Al12相減少，塊狀第二相Al2Y、Al2Gd增多，晶粒尺寸由小變大。在稀土總含量為2.7%時(shí)，Mg17Al12相消失，晶粒最為細(xì)小，室溫、高溫抗拉強(qiáng)度分別達(dá)到峰值254.8MPa、164.4MPa。總之，隨著 Y、Gd含量的增加，由于固溶強(qiáng)化、析出強(qiáng)化和細(xì)晶強(qiáng)化使 Mg-6Al-1Zn-mY-nGd(m=0.3-0.9, n=0.6-1.8, n/m=2)系鑄態(tài)、時(shí)

4、效態(tài)鎂合金的力學(xué)性能都有不同程度的提高。⑵Mg-6Al-1Zn-0.9Y-1.8Gd時(shí)效態(tài)鎂合金室溫拉伸斷口形貌呈現(xiàn)出明顯的解理平臺(tái)，為脆性斷裂，隨著拉伸溫度的提高，拉伸斷口形貌中顯示有韌窩和連接韌窩的撕裂棱，有從脆性斷裂到韌性斷裂轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)，在175℃時(shí)，該合金的延伸率可達(dá)23.6%。⑶通過失配度計(jì)算，α-Mg晶面與Al2Y晶面、Al2Gd晶面之間的失配度基本上大于15%，不可作為異質(zhì)形核核心，稀土元素Y、Gd在合金凝固過程中富集在晶