稀土Ce含量对AZ91D镁合金组织和性能的影响

研究了稀土Ce对AZ91D镁合金的显微组织、力学性能、腐蚀性能和磨损性能的影响。结果表明,向AZ91D镁合金中加入稀土Ce,出现了杆状化合物Al4Ce相,并提高了合金的室温力学性能。当稀土加入量为0.7%时,合金的抗拉强度和伸长率由117.4 MPa和4.0%提高至138.87 MPa和6.5%。进一步提高稀土含量,杆状化合物Al4Ce变得粗大,合金力学性能下降。AZ91D镁合金中加入稀土Ce可提高其耐蚀性,加入0.7%Ce的AZ91D镁合金的耐蚀性能提高了87%,当稀土Ce含量进一步提高时,AZ91D镁合金中的耐蚀性又变差。向AZ91D镁合金中加入稀土Ce,其耐磨性能也得到提高,当稀土Ce含量为1.0%时,合金耐磨性能最优,但只是略高于稀土Ce含量为0.7%时合金的耐磨性。综合本研究结果,稀土Ce的最佳加入量为0.7%。     

Ce对AZ91D镁合金干摩擦磨损性能的影响

研究了不同稀土Ce含量对AZ91D镁合金显微组织和干摩擦磨损性能的影响.通过x射线衍射(XRD)及扫描电镜(SEM)观察与分析表明,AZ91D镁合金中添加稀土Ce后,生成了杆状的稀土化合物Al4Ce.干摩擦磨损结果表明,在高载荷作用下,稀土的加入量并不能提高AZ91D镁合金的摩擦磨损性能.     

铈对AZ91D镁合金组织和力学性能的影响

利用光学显微镜、X射线衍射和扫描电镜等分析研究了含铈AZ91D镁合金(0.26%Ce、0.69%Ce、0.93%Ce)的显微组织及相组成,并对其室温力学性能进行了测试,同时与不含铈AZ91D镁合金的组织和力学性能进行了比较.结果表明,当加入0.69%Ce时,合金铸态组织得到明显细化,网状β相呈弥散的粒状分布于晶界上,同时有大量的针状物Al4Ce相出现;而当加入0.93%Ce时,合金的铸态组织没有细化现象,反而较AZ91D-0.69%Ce的组织有粗化的趋势,且针状化合物长大成杆状.适量稀土Ce可以改善合金的力学性能,当Ce含量为0.69%时,合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率及硬度分别比AZ91D镁合金提高15.8%、8.7%、140%及15.7%,其综合力学性能达到最佳.分析了Ce对合金的综合强化机理.     

添加稀土元素Ce对AZ91D镁合金组织的影响

用金相显微镜、能量色散谱仪（EDS）和X射线衍射仪（XRD）研究了稀土元素Ce对AZ91D镁合金铸态组织的影响。结果表明，Ce对AZ91D镁合金具有明显的变质效果，加入0．4％Ce后，α-Mg树枝晶变化不明显，晶界上的β-Mg17Al12相呈断续网状分布；加入0．8％Ce后，合金晶界上的离异共晶β相基本上断裂成骨骼状，转变为颗粒状且分布比较均匀；加入1．2％稀土Ce后，枝晶变细，共晶β相完全变为颗粒相，弥散分布于晶界处。微结构分析发现，组织中出现了分布于晶界处的杆状Al10Ce2Mn7化合物。     

AZ91D镁合金表面扩渗Ce组织及耐蚀性能

首先采用表面机械研磨的方法实现了AZ91D镁合金表面纳米化,然后研究了熔盐扩渗Ce对AZ91D镁合金表层组织及耐蚀性能影响。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)以及X射线衍射(XRD)对扩渗层形貌、成分及物相进行了分析,并利用电化学工作站测试了渗层在3.5%Na Cl溶液中的耐蚀性能。研究结果表明,经过表面纳米化及熔盐扩渗Ce后,AZ91D镁合金表面耐蚀能力明显提高,扩渗层厚度随着扩渗时间的延长而增加,扩渗层变得更连续、致密,表面扩渗层的主要富稀土相为Al2Ce金属间化合物。     

Ce对AZ91镁合金组织演变及力学性能的影响

对AZ91镁合金进行稀土合金化设计、熔铸、塑性加工、热处理及力学性能试验,分析了稀土Ce对铸态AZ91镁合金晶粒大小、枝晶间化合物分布的影响,研究合金凝固过程中离异共晶形成及塑性变形后的组织演化及性能。结果表明,少量稀土(0.2%的Ce)能细化AZ91合金的晶粒尺寸,提高AZ91挤压板材的时效硬化速率,而Ce含量增加到0.5%后,AZ91挤压板材的时效硬化速率降低;在过时效阶段,挤压板材硬度下降是因为Ce的作用,稀土Ce对合金的过时效有较好的抑制作用。     

La-Ce混合稀土对AZ91D合金组织和性能的影响

以AZ91D镁合金作为研究对象,探究了La-Ce混合稀土含量对其组织性能的影响。结果表明:在AZ91D镁合金中加入混合稀土La-Ce后,铸态组织为网状β-Mg₁₇Al₁₂相及少量杆状稀土化合物。且随着稀土含量增多,β-Mg₁₇Al₁₂和杆状稀土化合物被细化。经固溶时效处理后,随稀土含量增加,试验合金伸长率增大,硬度和抗拉强度均先增后降,稀土含量为2.38%时,合金力学性能最佳。     

Ce对AZ91D镁合金力学性能与阻尼性能的影响

为了提高AZ91D 镁合金的力学性能与阻尼性能,利用OM(光学金相显微镜)和XRD 分析了金属型铸造不同Ce 含量AZ91D 合金的显微组织和相组成,测试了室温力学性能,用悬臂梁技术测量了其阻尼性能。结果表明,AZ91D合金中加入一定量Ce 后生成的Al4Ce 相被推移到生长界面,阻碍枝晶的自由生长,从而细化合金铸态组织;Ce 能提高AZ91D 合金室温抗拉强度,而对其屈服强度和延伸率影响不大,Ce 能提高合金的阻尼性能;AZ91D-0.7%Ce 合金晶粒细化效果佳,力学性能较理想,阻尼性能最高;合金的阻尼行为可用Granato-Lücke 理论来解释。     

铈对AZ91D镁合金ECAP组织及性能的影响

通过普通凝固技术获得含有0.1%,0.3%,0.5%,0.7%和0.9%Ce的AZ91D镁合金,进行等通道转角挤压(ECAP)实验.利用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)观察合金微观组织形貌,用扫描电镜附带的能谱分析仪(EDS)分析其微区组织成分,并测试挤压前后合金的维氏硬度.结果表明,适量Ce的加入可使AZ91D合金在晶界处析出Al4Ce金属间化合物,阻碍基体相生长而细化合金显微组织;Ce量影响Al4Ce金属间化合物的形貌.Ce<0.5%时,Al4Ce相呈颗粒状析出.而Ce>0.5%时,Al4Ce相呈杆状或片状生长;Ce能显著提高AZ91D合金室温硬度;ECAP后合金的强化效果更佳,其中三次挤压后的AZ91D-0.5%Ce合金维氏硬度提高了近1倍.     

钇及铈镧混合稀土对AZ91镁合金铸态组织的影响

金相显微镜及电子探针分析结果表明, 含La, Ce的混合稀土和金属Y均有促进AZ91镁合金铸态组织晶粒细化的作用. 在AZ91+(Ce, La)合金中形成的杆状化合物被证实是(Ce, La)Al4, 而在AZ91+Y合金中发现了呈块状结构的YAl2化合物. 420℃/20h固溶处理后, 由于(Ce, La)Al4及YAl2具有良好的热稳定性, 不溶入Mg基体, AZ91+RE(La,Ce,Y)合金的铸态组织为δ固溶体+(Ce, La)Al4(或YAl2)化合物+Mg17Al12三相组成.     

含铈AZ91D镁合金的显微组织与腐蚀行为

用盐雾试验、扫描电镜能谱仪、X射线衍射仪等,对加入不同Ce含量的含铈AZ91D镁合金的显微组织和盐雾腐蚀性能进行了分析.结果表明:当加入0.69%Ce时,可使合金铸态组织明显细化,且网状β相呈粒状弥散分布于晶界上,同时有大量针状物Al4Ce相出现;而加入0.93%Ce时,合金铸态组织有粗化趋势,且针状物长大成杆状.12 h腐蚀试验结果表明,加入0.26%Ce和0.93%Ce的合金,腐蚀速率先迅速增加而后又明显降低;而加入0.69%Ce的合金,腐蚀速率保持恒定.随着NaCl溶液浓度的增加,AZ91D合金的腐蚀速率增长较快;加入0.26%Ce后,合金腐蚀速率增长缓慢;加入0.69%Ce后,合金的腐蚀速率随浓度增加逐渐降低;加入0.93%Ce的合金在低浓度下的腐蚀速率略有升高,而在高浓度下的腐蚀速率迅速降低.合金的腐蚀形貌均表现为不均匀腐蚀,腐蚀产物主要由Mg(OH)2组成.含稀土合金的腐蚀产物中还有Al4Ce.稀土Ce提高AZ91D镁合金腐蚀性能的原因归结为Ce对组织的细化作用以及对Al元素偏析程度的降低.     

Y对AZ91D镁合金组织及力学性能的影响

研究了稀土元素钇（Y）对AZ91D镁合金铸态及热处理态的组织和力学性能的影响。结果表明：Y会强烈地细化合金组织，并在合金中生成方块状的Al6Mn6Y相及杆状的Al2Y相。少量的Y能显著提高合金的力学性能，当Y含量（质量分数）达到1．5％时，合金得到最佳的力学性能。另外，含Y的AZ91D合金固溶处理后硬度及抗拉强度皆高于原AZ91D合金，并且Y会推迟镁合金的时效过程，延长时效峰值的到来时间。     

稀土Nd对AZ91镁合金组织及耐蚀性的影响

通过OM、XRD、SEM等测试手段研究了添加稀土Nd前后的AZ91镁合金的组织形貌,并在w(Na Cl)=3.5%的水溶液中进行了0~96 h的失重腐蚀测验。结果表明,稀土元素Nd的加入使AZ91镁合金中β-Mg17Al12相的数量明显减少,并且由粗大连续网状分布转变为断续状、均匀分布。同时,Nd与合金中Al结合生成杆状或颗粒状的稀土相Al3Nd。本试验条件下,添加w(Nd)=0.85%的AZ91镁合金的平均腐蚀速率为0.45 mg/(cm2·d),仅为AZ91镁合金腐蚀速率的59.07%,提高了该合金的耐蚀性能。     

稀土铈对AZ61A镁合金组织和力学性能的影响

研究了添加不同含量的稀土Ce对AZ61A镁合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,添加适量的稀土Ce能使AZ61A镁合金的基体组织分布均匀,晶粒细化;Ce与Al结合形成高熔点的稀土相Al4Ce,使β-Mg17A112相数量减少,但形态变细;稀土相Al4Ce呈块状或棒状弥散均匀分布于晶界周围,阻碍位错运动,显著改善AZ61A镁合金室温及高温状态下的力学性能。     

稀土元素对AZ91D镁合金组织与性能的影响研究

采用稀土元素La对AZ91D镁合金进行材料改性,以提高该合金的力学性能与耐磨性。结果表明:AZ91D+La合金的晶粒及硬质β-Mg_(17)Al_(12)相较AZ91D镁合金要明显细化,并且AZ91D+La合金铸态组织中存在针状的稀土Al4La相。加入稀土元素La的AZ91D合金的硬度、屈服强度、伸长率和拉伸强度分别增长了14.77%、16.67%、12.12%、19.02%,且添加La的AZ91D合金较未添加稀土La的AZ91D镁合金具有更好的耐磨性。     

镁合金AZ91D真空压铸的组织与性能

对镁合金AZ91D真空压铸下的组织与性能进行了研究。结果表明，真空压铸可以明显改善AZ91D合金组织中的孔洞分布，。提高铸件的密度。对铸件进行热处理（T4）后，铸件表面气泡相对于普通压铸而言有明显改善，可以热处理。热处理后（T4和T6），由于AZ91D具有固溶强化和时效强化效果，合金的性能相对于压铸态有大幅度的提高。     

Sr对AZ91镁合金的组织和性能的影响

借助金相显微镜和扫描电镜研究了Sr对AZ91镁合金铸态组织、热处理后的微观组织及其力学性能的影响.研究结果表明,少量Sr(w(Sr)=0.3%～0.5%)加入可显著细化AZ91镁合金的晶粒,但w(Sr)进一步增加到0.8%时,合金晶粒有粗化倾向,合金组织中出现杆状Al4Sr相.经固溶处理后,合金组织中β Mg17Al12相几乎全部溶于α Mg基体中,金属间化合物Mg17Sr2及 Al4Sr部分溶于基体中,时效处理后从基体中析出,分布弥散、均匀.合金的强度和硬度随Sr含量增加,先增大后减小.其力学性能的变化与Sr加入量和晶界上脆性相的数量有关.     

电解液中的稀土对AZ91D镁合金微弧氧化陶瓷层的影响

在硅酸盐碱性电解液中加入稀土Ce和Y的络合物[RECit],利用微弧氧化技术在AZ91D镁合金表面制备了陶瓷层,研究了稀土在陶瓷层中的分布,稀土对陶瓷层厚度、孔隙率、表面形貌、陶瓷层相组成以及耐磨和耐蚀性能的影响.研究结果表明,以络合物形式加入到电解液中的稀土可以进入镁合金微弧氧化陶瓷层,能使陶瓷层变得致密,孔隙率减小、MgO与Mg2SiO4的比例提高,表面更加光滑,但使陶瓷层的厚度减小.电解液中稀土元素的加入,对改善镁合金微弧氧化陶瓷层的耐磨及耐蚀性能有明显作用,稀土络合物的适宜加入量约为0.0035 mol/L.     

Ca对镁合金组织、力学性能和腐蚀性能的影响

研究了Ca对AZ91D镁合金显微组织、力学性能和腐蚀性能的影响.当AZ91D中加人的Ca含量大于1.0%时,β相(Mg17Al12)减少,并且在晶界上形成了网状分布的Al2Ca相.拉伸测试表明,当加入Ca含量小于1%时,可以提高合金的常温抗拉强度和延伸率,继续增大Ca含量时合金的力学性能明显下降.当AZ91D中加入的Ca含量达到1.0%时,常温抗拉强度和延伸率较AZ91D分别提高了8.2%和29.3%,并且腐蚀速率下降为AZ91D的17.2%.其原因主要是由于形成了网状分布的Al2Ca相,使镁合金的自腐蚀电位升高,腐蚀电流密度降低,从而阻碍了镁合金的腐蚀.     

稀土对AZ91镁合金干湿交替循环腐蚀行为的影响

镧铈(La,Ce)混合稀土的添加改变了AZ91镁合金微观组织和元素分布。La元素与Ce元素在AZ91镁合金中以不同的形式存在,一部分固溶在镁合金基体中,一部分参与生成了针状的Al4(La,Ce)相和粒状的Al_(10)Ce_2Mn_7相。稀土添加后AZ91镁合金中β相的体积分数有所降低,Al元素分布由晶界向晶内迁移。对不同添加量的稀土镁合金在模拟融雪剂溶液中的干湿交替循环腐蚀行为的研究结果表明,La、Ce混合稀土的添加,可以增加镁合金表面膜的致密度。虽然混合稀土降低了镁合金的自腐蚀电位,但腐蚀电流密度相比较于AZ91明显降低。SECM结果则表明,稀土添加可以减少镁合金表面微区的活性点数量。