稀土元素Nd、Y和Gd對(duì)AZ系鎂合金組織和高溫力學(xué)性能的影響.pdf

1、鎂合金是最輕的工程結(jié)構(gòu)材料，具有比強(qiáng)度和比剛度高，電磁屏蔽性、減震性和散熱性好等優(yōu)點(diǎn)，以及優(yōu)異的加工性能和良好的鑄造性能。鎂合金材料已被廣泛應(yīng)用于汽車、通訊和航天等相關(guān)行業(yè)。但是鎂合金的耐熱性較差，高溫強(qiáng)度、蠕變性能較低。耐熱性差是阻礙鎂合金廣泛應(yīng)用的主要原因之一，當(dāng)溫度升高時(shí)，鎂合金的強(qiáng)度和抗蠕變性能大幅度下降，使它難以作為關(guān)鍵零件（如發(fā)動(dòng)機(jī)零件）材料在汽車等工業(yè)中得到更廣泛的應(yīng)用。 本文通過(guò)合金制備、微觀分析和力學(xué)性能測(cè)試等

2、方法，研究了稀土元素Nd、Y和Gd對(duì)AZ91和AZ81鎂合金微觀組織和高溫力學(xué)性能的影響。 研究結(jié)果表明：適量稀土元素Nd、Y和Gd能夠明顯細(xì)化AZ91和AZ81鎂合金的顯微組織，提高合金固溶時(shí)效狀態(tài)下的室溫和高溫強(qiáng)度，合金的延伸率也得到提高。AZ91鎂合金中加入Nd(1-4wt%)后，隨著Nd含量的增加，室溫和150℃下合金的強(qiáng)度都是先升后降，Nd含量為1%時(shí)合金的強(qiáng)度均達(dá)到最大值，分別為247MPa和203MPa，比不含Nd

3、的AZ91提高了10.7%和29.3%；Nd含量為2%時(shí)，合金在150℃和250℃下的延伸率達(dá)到最大，分別是10.48%和13.7%。 AZ81鎂合金中加入Y(1-4wt%)，經(jīng)固溶時(shí)效處理后，隨著稀土Y含量增加，在室溫和150℃下，合金的強(qiáng)度和延伸率基本上呈先升后降的趨勢(shì)。當(dāng)Y含量為2%時(shí)合金在室溫下的強(qiáng)度和延伸率達(dá)到最大，分別為277MPa和11%，與未加Y的AZ81相比室溫強(qiáng)度提高了36.5%。Y含量為1%時(shí)合金150℃下

4、的高溫強(qiáng)度和延伸率也達(dá)到最大，分別為220MPa和12.4%，與未加Y的AZ81相比高溫強(qiáng)度提高了40.1%。對(duì)于加Gd(1-4wt%)的AZ81鎂合金，隨著稀土Gd含量增加，在室溫、150℃和250℃三個(gè)溫度下，合金的強(qiáng)度和延伸率也呈先升后降的趨勢(shì)。當(dāng)Gd含量為3%時(shí)合金的室溫強(qiáng)度和150℃高溫強(qiáng)度同時(shí)達(dá)到最大值，分別為280MPa和212MPa；在各個(gè)溫度下Gd含量為2-3%時(shí)延伸率最好。復(fù)合添加稀土元素Y、Nd的AZ81鎂合金，當(dāng)