Mg-Y-Nd-xGd稀土鎂合金的組織與性能.pdf

1、鎂合金由于其密度低，比強(qiáng)度和比剛度高，同時具有優(yōu)異的抗振動、電磁屏蔽以及可回收性能等，自問世以來得到迅速發(fā)展，是實(shí)際應(yīng)用的質(zhì)量最輕的結(jié)構(gòu)材料。但鎂合金的耐熱性較差，很難作為高溫結(jié)構(gòu)部件，據(jù)報(bào)道WE系列合金是目前應(yīng)用于工程實(shí)際的高溫性能最好的鎂合金。因此，開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高溫鎂合金，服務(wù)于高技術(shù)工業(yè)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文以WE54合金為基礎(chǔ)，通過添加Gd元素設(shè)計(jì)得到Mg-5Y-3Nd-xGd-0.5Zr（x=0～4

2、）合金系。采用電阻爐加熱和鋼模澆注制備合金，并進(jìn)行固溶時效熱處理。
　　研究表明，鑄態(tài)組織中析出相主要為魚骨狀的Mg12Nd和塊狀的Mg5Gd，其尺寸粗大，且偏聚在晶界上形成不連續(xù)的網(wǎng)狀共晶組織，而Y元素則主要固溶在基體中。合金經(jīng)T6處理后，晶粒發(fā)生球化，細(xì)小的析出相包括Mg12Nd、Mg5Gd和Mg24Y5，并均勻彌散地分布在晶內(nèi)及晶界上，此時固溶體達(dá)到飽和，從固溶強(qiáng)化和第二相強(qiáng)化兩方面提高合金的性能。
　　合金的力學(xué)性能

3、經(jīng)T6處理后得到顯著提高，布氏硬度最高值由71升至95，維氏硬度最高值由94升為129。室溫至250℃下合金的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度可達(dá)290MPa和190MPa，在300℃時合金仍具有220MPa的抗拉強(qiáng)度和180MPa以上的屈服強(qiáng)度。
　　T6處理后的合金，通過DSC分析和透射電鏡觀察，確認(rèn)了時效過程中片狀的菱形亞穩(wěn)相β1的存在，其與基體具有一定的共格關(guān)系。合金的時效過程為а→β"→β＇→β1→β。而掃描電鏡下觀察到的球形富Zr核