稀土相对AZ61镁合金力学性能的影响

稀 土相对 Ａ ６ 镁 合金力 学性能 的影响 Ｚ １
张 虎 ，张代 东，于学花 ，宫长伟 ，姚倩倩
００ ２ ） ３ ０ ４ （ 太原科 技大 学 材料科 学 与工程学 院， 山西 太原
摘要 ： 研究 了以Ａ ６ 镁合金为基体 ，添加不 同含量的Ｌ 、Ｃ 、Ｎ 、Ｇ 稀土元素 ，生成的第二相尤其是稀土 ｚ１ ａ ｅ ｄ ｄ 相Ａ ｌ ａ、Ａ ｅ ｌＮ 、Ａ ｄ Ｚ １ ｌ － ３ ｌｃ 、Ａ ｄ １Ｇ 对Ａ ６ 镁合金力学性 能的影响。Ａ ６ ＋ ％ ｄ Ｌ ｚ ｚ Ｚ ｌ ２ Ｇ 合金 中的第二相大部分呈球
法。
４ ５
Ａ ６１ ． ％Ｌ Ｚ ＋Ｉ ５ ａ Ａ ６１ ０ ５ Ｃｅ Ｚ ＋ ．％
６ ７
８ ９
１ ０
Ａ ６ ＋ ．９ Ｚ １ １ ｏ６ Ｃｅ Ａ ６ ＋ ．％ ｅ Ｚ １ １ ５Ｃ
Ａ ６ ＋． ％ ｄ Ｚ １ ０５ Ｎ ＡＺ １ １ Ｏ Ｎ ６ ＋． ％ ｄ
收稿 Ｅ期 ：２ １－ ３ １ ｌ ０ ｌ０ — ４；修 回 日期 ：２ １－ ５ ２ ０ １０ — ０
人 工时效 处理使微 观组织 中的第二 相逐渐 增多粗
作 者 简 介 ： 张 虎（９ ６－， ， １８ － 男 山东 泰 安 人 ， 读 硕 士研 究 生 ， 要 研 究 方 向 ： 土镁 合 金 。 ） 在 主 稀
ＡＺ ＋ ． ％ ｄ ６１ １ ５ Ｎ
１ １
ｌ ２ １ ３
Ａ ６ｉ ． ％ ｄ Ｚ ＋１ Ｏ Ｇ
Ａ ６１ ２ ｏ Ｇ Ｚ 十．％ｄ ｈ ６１ ３ Ｏ Ｇ Ｚ ＋．％ｄ
２ 试验 结果与分析
２ １ 组 织分析 ． 分 析 合 金 的 铸 态 组 织 可 知 ： Ａ ６ ＋ ． ％Ｌ 、 Ｚ １ ＩＯ ａ
１ 材料 制备 本 试 验 以 Ａ ６ 镁 合金 为 基体 ，分 别添 加 不 同含 Ｚ１ 量 的镧 （ａ 、铈 （ｅ 、钕 （ｄ 、钆 （ｄ ４种 稀 土 元 Ｌ） Ｃ） Ｎ） Ｇ）
Ａ ６ ＋ ． ％ ｅ Ｚ １ Ｉ ＯＮ 和 Ａ ６ ＋ ％ ｄ Ｚ １ ＩＯ Ｃ 、Ａ ６ ＋ ．％ ｄ Ｚ １２ Ｇ 合金 的基体 组织均匀 ，晶粒细 化 ，第二相 比较均匀地 分布在基 体 上 ，达到 了较佳 效果 ［。 ｓ Ｊ
磁屏 蔽 效果 好 、 易 于机 加 工 成 形和 回 收 再利 用 等 优 点 ，被广 泛 应 用 于航 空 航 天 、汽 车 、 电子 等 工业 领
合金名义组成
Ａ ６ｌ Ｚ Ａ ６１ Ｏ ５ Ｌ Ｚ ＋．％ａ
Ａ ６Ｉ ． ％ ａ Ｚ ＋Ｉ ０ Ｌ
域 ，被誉为 “ １ 纪 的绿 色工程 材料 ” 。且 镁在地 ２世 壳 中的储量 很大 ，我 国具有 丰富 的菱镁矿 、 白云石矿 资源 。由于稀 土元素 具有独特 的核 外 电子排布 而表现
第 ４期 （ 第 １７ ） 总 ６期
２ １ 年 ８月 ０１
机 械 工 程 与
自 动 化
Ａ ＵＴ０ Ｍ ＡＴ１ ０Ｎ
Ｎｏ． ４
Ｍ ＥＣ Ｈ ＡＮ Ｉ ＣＡ Ｌ ＥＮ Ｇ Ｉ ＥＥ ＲＩ Ｇ ＆ Ｎ Ｎ
Ａｕ 。 ｇ．
文 章编 号 ：６ ２ ６ １ ２ １ ）０ －０ ４ ０ １ ７ — ４ ３（ ０ ｉ ４ ０ ９－ ３
粒状，其有利于提 高合金 的综合力学性 能。 关键词 ： Ｚ １ Ａ ６ 镁合金；微观组 织；稀土相 ；力学性能
中 国分 类 号 ： Ｇ ４ ２２ Ｔ Ｉ＆ ＋ 文 献标 识 码 ： Ａ
０ 引言
处 理 选 用 ４０ ℃ 、 保 温 ６ ２ ｈ快 冷 ，时 效 处 理 选 用
２ ０ ℃、保 温 ８ ｈ的人工时效 （６ 。 ２ Ｔ ）
出独特 的性质 ，在镁 合金 中添 加稀土元 素可 以起 到净 化合金熔 体 、改善合金 组织 、提 高合金 室温及 高温 力 学性 能、增 强合金 耐腐蚀 性 能等作用 ［ ３ ］ 。合金 的力 学 性能与第 二相形态 密切相 关 ，在变 形过程 中球粒状 第 二相不变 形不聚集 ，均匀 分布在 晶 内，使 该合金 的综 合 力学性 能优越 ，为后续 的变形加 工提供 了强度和 塑 性 储备 ［，因此人们 努力 寻找获 得球粒 状第 二相 的方 ４ ］
素 。稀土镁合 金的成分 （ 量分数） 质 设计 见表 ｌ 。
镁合金 重熔采用 气体 保护 的井 式坩埚炉 ，保护气 体选用体积 分数 为 １ 的 Ｓ ６和 ９ ％ Ｃ ２ ％ Ｆ ９ 的 ０。在镁 合金 熔 体温 度 达 到 ７ ０ ℃ 时加 入镁 稀 土 中间合 金 进行 合 ８
合金经固溶处理后，第二相逐渐溶入基体，尤其 是熔 点只有 ４ ７ ℃的 Ｂ－ ｇ Ａ 相 ，几乎全部溶于基 ３ Ｍ １ 。
２ １ 年第 ４期 ０１
张虎 ，等 ：稀土相对 Ａ ６ 镁合金 力学性能 的影响 Ｚ１
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化 。通 过分 析可 知 ，合金 人工 时效 处理 时应 该是 铝原 子从 过 饱和 的 ａ— ｇ基 体 中通 过 形 成 Ｍ １ 金属 间 Ｍ ｇ Ａ ７ 。 化 合物 的形 式析 出，且随 着人 工时 效处理 的进行 ，析 出相 Ｍ １ ｇ７ 的 数 量 持 续 增 多 ，形 态 尺 寸 不 断 增 大 。 Ａ
体 。而 稀 土 相 Ａ １ ａ、Ａ ４ｅ Ｉ ａ和 Ａ ２ｄ的熔 点 １Ｌ ３ Ｉ 、Ａ ２ １ ｃ Ｎ １ Ｇ
Baidu Nhomakorabea
极高 ，扩散很 慢 ，几 乎不溶 于基体 ，所 以合金 经 固溶 处理后组织 中 的第二 相基本都 是高熔点 的稀土 相 。
金化 ，经变质和 精炼 处理后将 合金熔 体浇注到尺 寸为 １０ Ｉ ×１０ ｆ ×２ ｌ的钢 模 中 。合 金铸锭 的 固溶 ３ ｍ ０ ｌ ２ ｍ Ｂ ｉ ｍ ｎ
表 １ 稀 土 镁 合 金 的成 分 （ 量 分 数 ） 计 质 设
编号
ｌ ２
３
镁合金 是 目前应用 中最轻 的金属 结构材料 ，其密 度 仅 为铝 合金 的 ６％ ３ 、钢 的 ２％“ 镁合 金 具有 比强 ２【 。 度和 比刚度 高 、抗 震减震 能力 强、尺 寸稳 定性高 、 电