Gd及Ca對Mg-7Al-1Si合金組織及性能的影響.pdf

1、本文以金屬型鑄造方法澆注的Mg-7A1-1Si合金為基體,用稀土元素Gd作變質(zhì)劑,通過變質(zhì)處理來細化合金晶粒,達到改善β-Mgl7A112相、Mg2Si相組織,提高合金抗高溫蠕變性能的目的:對經(jīng)過變質(zhì)處理后的Mg.7Al-1Si合金進行固溶及時效處理,研究稀土Gd元素對熱處理過程的影I|l甸,為改善合金性能提供更優(yōu)的參數(shù)依據(jù);以鑄態(tài)Mg-7A1-1Si-xGd合金為參照,用堿土元素Ca替代部分稀土元素Gd,對比研究鑄態(tài)Mg-7A1-lS

2、i-x(Gd+ca)合金組織及性能的變化。最后利用掃描電鏡及能譜、x射線衍射分析、光學顯微鏡來觀察合金的相組成與組織結構,并對合金進行布氏硬度及高溫蠕變性能測試,得山以下主要結論:
　　1、單獨添加稀土元素Gd細化了基體晶粒,使β-Mg17A112,2相變得細小且彌散,隨著Gd含量的增加,基體晶粒先變小后增大,β-Mgl7All2相含量逐步降低,同時Gd的加入有新相A12GOI牛成。隨著Gd含量的增加,MgzSi相由粗大漢字狀變?yōu)?/p>

3、細小漢字狀、短桿狀及點狀。
　　2、復合添加(Gd+ca)與單獨添加Gd的合金組織變化相似,基體晶粒得到細化,隨著(Od_Ca)含量的增多,基體晶粒先變小后增大,β-M917All2相含量逐步降低;(G葉ca)的添加使合金生成新相A12Gd、Casi2和caMgSi.,且M92si相由漢字狀變?yōu)閴K狀及點狀。
　　3、g.7AI.1si.xGd合金在400℃.12h固溶處理后,β-Mgj7A112相大多數(shù)固溶入a-Mg基體中;

4、稀土化合物A12Gd相為高熔點相,固溶前后沒有變化;M92Si相熔點也較高,固溶處理后漢字狀組織稍有細化。經(jīng)固溶后的時效處理,合金中的β—MglTAl-2相以不連續(xù)層片狀及連續(xù)點狀共存兩種方式從過飽和的a-Mg基體中再次析出,時效溫度越高,連續(xù)點狀析出越多。變質(zhì)劑Gd有推遲鎂合金時效過程的作用。時效處理態(tài)合金硬度高于鑄態(tài)。
　　4、在恒溫(200℃)和恒載荷(50MPa)下,稀土元素Gd、堿土元素Ca的加入明顯提高了合金的抗高溫壓