Mg-Al-RE-Ca中溫鎂合金組織與性能研究.pdf

1、針對(duì)我國(guó)稀土資源有限、價(jià)格越來(lái)越昂貴的現(xiàn)狀，鑄造耐熱鎂合金的研發(fā)方向是“價(jià)格低廉、耐熱性能好、鑄造工藝性能優(yōu)良”的新合金。本文主要研究用廉價(jià)Ca取代Mg-Al-RE合金中的部分稀土，并探索了Ca加入方法、熔體制備、氣體保護(hù)與凈化技術(shù)，以期為Mg-Al-RE-Ca系列新型鑄造中溫耐熱鎂合金的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用奠定實(shí)驗(yàn)和工藝技術(shù)研究基礎(chǔ)。
　　為此，本研究在工業(yè)條件下，考核了Mg-Al4-RE1-Ca（0.5~1.5）合金的壓鑄工藝性能，同時(shí)

2、制備了材料組織性能檢測(cè)試樣；然后采用光學(xué)金相，掃描電子金相（SEM&EDS）、XRF分析、靜態(tài)拉伸、中溫持續(xù)強(qiáng)度等檢測(cè)方法，系統(tǒng)研究了Mg-Al4-RE1-Ca（0.5~1.5）合金的顯微組織、力學(xué)性能、工藝性能以及蠕變機(jī)理等。研究結(jié)果表明：
　　①在720°C溫度下加入Ca，可達(dá)到90％以上的收得率；通過(guò)SF6+N2混合氣體保護(hù)方法，可有效阻止熔體的氧化，獲得滿足壓鑄工藝品質(zhì)要求的合金熔體。壓鑄試樣的組織均勻，基本無(wú)氣孔、夾渣、

3、裂紋等鑄造工藝缺陷。
　?、陔S著含鈣量的增加，合金熔體的流動(dòng)性能呈減弱趨勢(shì)。在稀土含量相同時(shí)，含鈣1.2%的合金熔體表現(xiàn)出最好的流動(dòng)性，為780mm。加入鈣的合金的充型能力不及AE42，但仍滿足常見(jiàn)鑄件壓鑄生產(chǎn)對(duì)充型流動(dòng)能力的要求。
　?、坌滦秃辖鸾M織主要由α-Mg基體和分布在晶界附近的魚(yú)骨狀的Al2Ca以及米粒狀的Al11RE3第二相組成。隨著Ca含量的增加，米粒狀的Al11RE3逐漸減少。
　?、芤虼嘈訟l2Ca第

4、二相存在于晶界，在拉伸載荷下發(fā)生脆性斷裂，所以該類合金的室溫力學(xué)性能相對(duì)較差，且隨著Ca含量的增加，其呈下降趨勢(shì)。
　　⑤新型合金的中溫力學(xué)性能略優(yōu)于AE42，性能最好的Mg-Al4-RE1-Ca1.2合金的σ0.2為128MPa，σb為186MPa，伸長(zhǎng)率為8.3%。斷口分析表明該合金的斷裂方式為準(zhǔn)解理斷裂。
　?、揠S鈣含量從0.5%增加到1.5%，合金的總?cè)渥兞繌?.34mm減小到0.34mm，普遍小于AE42合金的1.