Mg-Sn-Gd三元系富鎂角300～500℃等溫截面的研究.pdf

1、Mg-Sn基鎂合金由于存在高熔點熱穩(wěn)定相Mg2Sn而被視為潛在的抗蠕變耐熱鎂合金,最近受到廣泛關(guān)注。稀土元素(RE)在Mg中有較大的固溶度,可與Mg生成熔點高、熱穩(wěn)定性強(qiáng)的Mg-RE相,因而Mg-RE鎂合金具有優(yōu)異的耐熱性能。向Mg-Sn合金添加少量Di(Nb:Pr=3:1)、MM(misch-metal)等稀土元素后,形成具有更高穩(wěn)定性的Di-Sn二元化合物或Mg-Sn-MM三元化合物,使得合金的綜合力學(xué)性能優(yōu)于AE42鎂合金。作為合

2、金化改性的基礎(chǔ),有關(guān)Mg-Sn-RE系相圖的研究鮮有報道,使得新型Mg-Sn-RE合金的研發(fā)仍然處于嘗試法。Mg-Sn-Y體系已被我們研究組證明具有較好的綜合力學(xué)性能。Gd與Y的物理化學(xué)性質(zhì)相似,預(yù)示著Mg-Sn-Gd系合金具備提高鎂合金耐熱性能的潛力。
　　 本研究采用合金法對Mg-Sn-Gd三元系富鎂角等溫截面進(jìn)行研究,為優(yōu)化Mg-Sn-Gd基新型鎂合金的設(shè)計提供一些有價值的信息。
　　 本研究分別熔制了5個成分的M

3、g-Sn-Gd三元合金,分別進(jìn)行300℃/3000h、400℃/1000h和500℃/500h平衡熱處理。借助掃描電鏡(SEM)、X射線衍射(XRD)和掃描電鏡能譜(SEM-EDS)分析等實驗手段,分別對Mg-Sn-Gd三元系的鑄態(tài)組織和經(jīng)300～500℃處理的平衡組織進(jìn)行了研究,繪制了三元系富鎂角300℃、400℃、500℃的等溫截面相圖。
　　 在鑄態(tài)合金的研究中,首次發(fā)現(xiàn)了化學(xué)計量比(Mg:Sn:Gd)接近于1:1:1的三

4、元化合物,測定了該化合物的X射線衍射峰位；Sn與Gd在α-Mg中具有一定的固溶度,但不可同時固溶于α-Mg基體中；摩爾量比Sn/Gd>1的合金中存有(Mg+Mg2Sn)共晶組織,而當(dāng)摩爾量比Sn/Gd<1時,三元合金中無(Mg+Mg2Sn)共晶組織生成。
　　 300～500℃長時間平衡處理的結(jié)果表明,Mg-Sn-Gd三元系存在穩(wěn)定的MgSnGd三元化合物,該化合物在一定成分范圍內(nèi)存在,且其成分范圍在300～500℃受溫度變化的

5、影響很小。該體系中不存在Sn-Gd二元化合物與α-Mg平衡的相關(guān)系。在300～500℃,Sn與Gd在α-Mg中具有一定的固溶度,但不可同時固溶于α-Mg基體中。Mg-Sn-Gd三元系富鎂角300～500℃等溫截面相圖均存在(α-Mg+Mg2Sn+MgSnGd)和(α-Mg+Mg5Gd+MgSnGd)兩個三相平衡區(qū)以及(α-Mg+MgSnGd),(α-Mg+Mg2Sn),(α-Mg+Mg5Gd),(Mg5Gd+MgSnGd),(Mg2Sn