镁合金中混合稀土加入方法研究

研究在镁合金AZ91D中直接添加和以中间合金方式添加混合稀土的优缺点.结果表明:在实验室中采用井式坩埚炉,在熔炼温度达到720℃时,直接添加混合稀土,30min内收得率低于50%.采用先铸造后挤压的方式制备了镁基混合稀土中间合金,金相分析及TG-DSC分析表明形成种类较多、晶粒细小的低熔点的Mg-RE金属间化合物.采用井式坩埚炉,在熔炼温度达到720℃时,以铸态中间合金向重力铸造镁合金添加混合稀土时容易形成枝晶组织,而且收得率低于以挤压态中间合金添加混合稀土的收得率.在常规冷室压铸条件下,以铸态中间合金方式添加混合稀土与以挤压态中间合金方式添加混合稀土相比,虽然收得率仍较低,但是组织区别不明显.     

压铸镁合金中混合稀土加入方法研究

研究在压铸镁合金AZ91D中添加混合稀土的两种方法的熔解方式及收得率,包括直接添加和以中间合金方式添加混合稀土。结果表明,直接添加混合稀土时,在压铸工艺通常采用的镁合金熔炼温度下,稀土元素只能通过化学反应的方式扩散到熔液中,30min内收得率低于50%而且未完全熔解。采用先铸造后挤压的方式制备了镁基混合稀土中间合金,金相分析及TG-DSC分析表明形成种类较多、晶粒细小的Mg-RE金属间化合物,其熔点范围跨越了压铸温度,熔解速度较快。以挤压态镁基混合稀土中间合金方式添加混合稀土,在实验室中用井式坩埚炉在熔炼温度720℃时,30min内收得率可以达到95%;在工业用的压铸条件下,收得率达到80%,稀土元素能够较好地合金化,形成Al-RE化合物。     

钇在AZ91D镁合金熔体中合金化技术的研究

为了提高稀土钇在镁合金中的收得率并改善稀土镁合金的组织,采用扫描电镜、XRD、光学显微镜、ICP光谱仪,研究了直接添加金属钇和添加铸态及挤压态Mg-Y中间合金对镁合金组织及稀土钇收得率的影响。结果显示:用井式坩埚炉熔炼镁合金AZ91D,直接添加Y时,在熔炼温度750℃、60 min内收得率低于50%而且未完全熔解。生成的Al-Y金属间化合物组织粗大,并容易沉降到熔体底部。以铸态及挤压态Mg-Y中间合金加入时,生成的Al-Y金属间化合物组织细小均匀,Y收得率分别为71.3%和78.3%;以铸态中间合金加入时收得率略低于以挤压态中间合金加入时的收得率。其原因是中间合金中的α-Mg基体首先溶解,Mg_(24)Y_5相随之分散到熔体并分解为Mg_2Y;经挤压变形后,Mg_(24)Y_5相被破碎成更为细小的颗粒,加入合金熔体后分解为Mg_2Y,粒径越小沉降速度越缓慢,提高了Y的收得率。     

混合稀土对压铸AZ91D合金的组织及力学性能的影响

研究了不同添加量的混合稀土对压铸AZ91D合金的组织和力学性能的影响。添加混合稀土后,常温力学性能没有明显改善。在100℃时,混合稀土含量为0.4%的压铸AZ91D合金的力学性能与不含混合稀土的试样几乎相等。在170℃时,混合稀土含量为0.4%的压铸AZ91D合金的抗拉强度、屈服强度及伸长率分别为206MPa、142MPa、26%,比不含混合稀土的压铸AZ91D试样的力学性能分别提高15.7%、10%及30%。这是因为添加适量的混合稀土后,形成热稳定性较高的强化相,增加了位错滑移阻力并阻碍裂纹扩展,镁基体中稀土元素起到固溶强化作用,从而提高镁合金的高温抗拉强度。     

添加混合稀土对纯镁及其合金中元素含量的影响

对纯镁及AZ91D镁合金中添加富铈混合稀土的收得率及其各元素含量的变化规律进行了研究。试验结果表明，混合稀土的收得率随着其添加量的增加而降低，添加适量的混合稀土，纯镁中的混合稀土收得率可达到75％以上，AZ91D合金中的混合稀土收得率可达到90％，以上；镁熔体对混合稀土存在着吸收极限，该试验条件下纯镁的吸收极限为1．6％左右，AZ91D合金的吸收极限为1．9％左右；添加适量的混合稀土可降低纯镁及AZ91D合金中的Cl元素含量至10^-5以下；添加混合稀土会降低镁熔体中的Al含量，对合金元素Zn、Mn以及杂质元素Fe、Cu、Ni、Si的含量不产生影响。     

锑和混合稀土对AZ91镁合金流动性的影响

研究了锑和混合稀土对AZ91镁合金的流动性及结晶温度间隔的影响,结果表明:在AZ91中添加0.4%Sb,可以使该合金流动性提高34%,结晶温度间隔减少16℃;添加0.8%RE,可以使该合金流动性提高26%,结晶温度间隔减少21℃;同时加入0.8%RE和0.4%Sb使该合金的流动性提高31%,结晶温度间隔减少28℃.锑与合金中的镁形成短棒状的金属间化合物Mg3Sb2,混合稀土与合金中的铝形成片状金属间化合物Al11La3 和Al11Ce3;两种添加物均可以细化AZ91合金的铸态组织.     

阻燃镁合金AZ91D-0.3Be-RE的研究

研究了添加铍对镁合金AZ91D的阻燃性以及混合稀土对其组织与力学性能的影响.结果表明,铍(Be)可以有效地提高镁合金的起燃温度,含0.3wt?的镁合金的起燃温度提高近300℃,可直接暴露在大气中熔炼.稀土可抑制镁合金AZ91D非平衡结晶的进行,同时也抑制Mg17Al12相的析出,强化了基体;另外花瓣状和短杆状Al4RE相可阻止裂纹的形成,增大合金的断裂抗力,从而使合金的室温抗拉强度在固溶态和时效态下均提高20%;硬度在铸态下提高20%,在时效态下提高30%.由于Al4RE相热稳定性高,使高温抗拉强度在铸态下提高50%,在时效态下提高20%;伸长率在铸态和时效态下均提高100%.     

压铸稀土镁合金高周疲劳试验研究

采用升降法对AZ91D、AZ91D 1?和AZ91D 2?压铸镁合金室温高周疲劳行为进行了试验研究。结果表明:适量稀土Ce的添加能够使压铸镁合金AZ91D的室温拉伸性能和疲劳强度得到提高;利用升降法计算出3种成分合金在应力比R=0.1、循环基数为107下的条件疲劳极限分别为96.7 MPa1、16.3 MPa和105.5 MPa,相当于其抗拉强度的46%左右;合金的疲劳断口呈现出准解理与韧窝断裂的混合特征。     

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。