混合稀土、锑对az31镁合金显微组织及性能的影响

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1、摘要镁合金具有密度低、阻尼性能好、电磁屏蔽能力强以及高的比强度和比刚度等优点，在航空航天、交通工具、电予通讯等领域具有广泛的应用前景，被誉为2l世纪最富于开发和应用潜力的“绿色材料”。但是，镁合会的塑性变形能力较差、室温韧性低、屈服强度低和耐腐蚀性能不良，长期以来阻碍了镁合金的应用。Az3l合金是最常用的变形镁合会之一，本文针对其使用和加工过程中存在的问题，旨在采用稀土微合金化，并稀土相球化技术，提高Az31变形镁台金综合性能。论文采用金相观察、x射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、显微硬度、拉伸性能、冲击韧性

2、、自腐蚀电位、极化曲线等分析手段，较系统地研究了RE(混合稀土)及RE和sb对Az31台余显微组织、力学性能、耐腐蚀性能的影响，并分析了针状、球化稀土相的组成与结构。微量RE的加入可显著细化合盒的组织，随着RE加入量的增加，细化效果逐渐明显，当RE的加入量为1％时，合会基体相平均晶粒尺寸从原来的120岬左右细化至35岬；沿晶界分布的网状口相断开，分散：RE加入量超过1％时，组织不再发生明显变化：稀土相呈粗大针状沿晶界分布，将对基体产生割裂作用，并在受力时引起应力集中。稀土合金化Az31镁合金中加入适量的sb，不仅使基

3、体组织更加细化，平均晶粒尺寸细化至30岬l，更重要的是可使原来粗大针状相转变为沿晶界和晶内同时弥散分布的细小球状。稀土相的有效球化可消除针状稀土相对合金强度、塑韧性的不利影响。微量RE的加入使zA3l镁台金的力学性能得到不同程度的提高。RE的加入量为1％时，合金的显微硬度、屈服强度、抗拉强度、高温延伸率分别比AZ31提高了7％、13．7％、15％和53．5％。加入Sb对稀士相有效球化后，合金的力学性能得到近一步提高，显微硬度、屈服强度、抗拉强度、高温延伸率分别比AZ31提高了10％、31．5％、24．4％和62．8％

4、。试验得出的RE和sb的最佳加入量为1％RE和1％sb，此时合金的晶粒尺寸和力学性能最佳。摘要Az31中添加适量RE后，台={；；=的流动性提高22．5％，自腐蚀电位略有提高，赫浴腐蚀速率降低了67％。RE和sb同时使合金的流动性提高28．2％，自腐蚀电位提高45mv。使合衾流动性提高的主要原因是：RE及sb元素可以减小含会的结晶温度问隔：在影响流动性最大的温度区间(550～650℃)台金凝固时反应热更大。使合余耐腐蚀性提高的主要原因是：RE元素的加入使合金得以净化，并且使合盒组织细化、均匀；加入的sb参与了Al和R

5、E之间的反应，使合会组织进～步细化，并减少了合金晶界上的缺陷：RE和sb同时加入可减缓d．Mg和阴极相B—Mgl7灿12的腐蚀，使合金的耐腐蚀性更好。对针状稀土相的组成、针状相的择优生长取向和针状相的形态、组成进行了分析。结果表明：针状相的组成为AlllRE3，其优先长大的晶向为【Oll】；sb参与A1和RE之间的反应，生成了A1滩％三元相，同时在晶内形成了少量的RESb二元相。关键词：Az3l镁合金；稀土台金化：稀土相球化；组织；性能¨ABSTRA(『rABSTRACTMa印esiumalloyspossessm粕

6、yadVantages，s11chaslowdensity，excellentd啪pingc印ac主t弘gooddec仃omagneticshieldingandhighspecmcstr吼舀h．Beingreg矾cdasthemostpromising8re翎mat嘶alofme2lstcelltu吼ithasbri曲tpromisefbrmagfIesiumallo”tobewidelyuscdinaviation，spac胡i曲t，vchicleandelcctrommunication．Butbocauseo

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8、pheroidizerareeamldchphase，toimprovem础柚icalpmpenyofAz318lloyinthisdiss鲥ation．Inthisdissenation，tlleinflu鲫c鹤ofthemixedadd“ionofREandSbonthemicrostn】cture，mech柚icalpmpcny’c0“D