復合稀土(Y+Gd)、Ca和Sb對ZA63鎂合金組織和力學性能的影響.pdf

1、Mg-Zn-Al(ZA)系合金是通過增加Zn含量和控制Zn/Al的比值而開發(fā)出的新型鎂合金，該系合金的特點是盡量利用低成本的合金元素來改善合金的綜合性能。ZA系合金被認為是一種有發(fā)展前途的高溫抗蠕變鎂合金，但目前人們對它的研究卻非常有限，本論文利用合金化方法研究了一些合金元素對ZA63(Mg-6[％]Zn-3[％]Al-0.25Mn)鎂合金的顯微組織和力學性能的影響，并確定各合金元素的最佳加入量，為進一步拓寬ZA系鎂合金的應用領域提供合

2、金設計思路和理論依據(jù)。
　　 本文通過合金制備、熱處理、微觀分析和力學性能測試等方法，研究了復合稀土(Y+Gd)、堿土元素Ca和第ⅴ主族元素Sb對ZA63合金的顯微組織和力學性能的影響。
　　 在ZA63合金中加入0～2.0wt[％]復合稀土(Y+Gd)的研究表明：當向ZA63合金中加入適量復合稀土元素后，沒有檢測到合金中有新相生成，但合金晶粒有所細化，晶界處的半連續(xù)網(wǎng)狀τ相轉(zhuǎn)變?yōu)榘魻罹鶆蚍植?，ε相由島狀變?yōu)榧毿☆w粒狀彌

3、散分布。當Y、Gd復合添加量為1.5wt[％]時，固溶時效態(tài)合金的室溫和高溫力學性能達到最好，其在室溫、150℃和175℃下的抗拉強度分別達到分別為248.7MPa、198.4MPa和184.6MPa最大值，其中室溫強度較未添加稀土的合金相比提高達34.7[％]。ZA63+RE合金的伸長率隨拉伸溫度的提高而增加，同一溫度下，稀土含量為1.5wt[％]的合金伸長率最高，塑性最好。
　　 在ZA63合金中加入0～1.5wt[％]Ca

4、元素的研究表明：當向ZA63合金中加入適量Ca元素后，鑄態(tài)和固溶時效態(tài)ZA63合金的組織顯著細化，在晶界和晶內(nèi)形成了高熔點的Al2Ca相，晶界上粗大的半連續(xù)網(wǎng)狀τ相變?yōu)榧毿“魻睿瑣u狀ε相變?yōu)榧毿×罘植?。ZA63+Ca合金經(jīng)固溶時效后力學性能顯著提高，當添加1.0wt[％]Ca時，固溶時效態(tài)合金在室溫、150℃和175℃下的抗拉強度分別達到219.9MPa、196.8MPa和173.3MPa，其在150℃下的抗拉強度可與ZA63+1.5

5、wt[％]RE相當。加入1.0wt[％]Ca元素后，固溶時效態(tài)合金的韌性大大改善，其室溫拉伸斷口類型由脆性斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)橐皂g性斷裂為主。
　　 在ZA63合金中加入0～1.0wt[％]Sb元素的研究表明：當向ZA63合金中加入Sb元素后，固溶時效態(tài)合金組織得到明顯改善，且生成了高熔點的Mg3Sb2粒狀相。不同Sb含量的鑄態(tài)合金經(jīng)固溶時效處理后，其室溫抗拉強度提高幅度都達20MPa。當添加0.75wt[％]Sb時，固溶時效態(tài)合金在室溫