Al-Ce基中間合金的制備.pdf

1、眾所周知，Mg—Al合金由于不能夠在高于120℃的情況下使用而嚴重的阻礙了該合金的應(yīng)用與推廣。近年來的研究發(fā)現(xiàn)Mg—Zn-Al系合金具有高溫性能較好，成本較低和鑄造性能較好等方面的優(yōu)勢，被認為是一種具有發(fā)展前途的高溫抗蠕變鎂合金。然而這種合金的抗拉強度和沖擊韌度仍有待于進一步的提高。
　　 在眾多的鎂合金研究中，絕大部分都是將合金元素以純單質(zhì)的形式加入到鎂合金中，而本文打破傳統(tǒng)中的單合金元素的加入方式，而是將多種元素復(fù)合制備成的

2、中間合金，再添加到鎂合金中，這不僅能夠消除合金元素的密度差異還能夠消除合金元素的熔點差異。通過對前人的研究，本文采用Al、Ce、Sb、Ti四種元素作為中間合金的主要成分，而鎂合金則是選用ZA 105高鋅鎂合金做為基體合金，以此來觀察自制的中間臺金對ZA105高鋅鎂合金的顯微組織和力學(xué)性能的影響。
　　 本文采用Al，Ce元素作為中間合金的基體合金元素，并加入Sb、Ti、Mn元素，制備出兩種新型的Al-Ce基中間合金，分別是Al-

3、40％Ce-5％Sb-4．8％Ti(5＃)和Al-40％Ce-5％Sb-4．8％Ti-5％Mn(6＃)，結(jié)果表明：
　　 在ZA105高鋅鎂合金中加入5＃中間合金后，合金中的組織主要由α-Mg基體，τ-Mg32(Al，Zn)49、ψ-Al2Mg5Zn2和Al4Ce化合物相組成。隨著5＃中間合金加入量的增加，合金中網(wǎng)狀分布的第二相逐漸地變成較短的條狀相或塊狀相，這些相均勻的分布在合金的基體中，合金的基體組織也明顯的變得細小了。特別

4、是中間合金的加入量為2．0wt．％時，合金中的第二相基本全部呈細小的塊狀均勻分布在基體中，而此時合金的常高溫抗拉強度也都達到了最大值，分別為195MPa(RT)，177MPa(150℃)和152MPa(200℃)，比不加入中間臺金的ZA105高鋅鎂合金分別增加了833％，18％和16．92％。
　　 合金的沖擊韌度則是在5＃中間合金的加入量為1．0wt．％達到了最大值，為8．45J／cm2，比不加5＃中間合金的高鋅鎂合金高出16

5、．23％。隨著5＃中間合金的加入量的繼續(xù)增加，合金中出現(xiàn)了一種針狀相，這種針狀相使得合金中那些星塊狀均勻分布的第二相逐漸連接在一起，形成了長條狀或是斷網(wǎng)狀的相，同時，這種針狀相還嚴重的割裂基體，降低了合金的常高溫抗拉強度，尤其是沖擊韌度。ZA105高鋅鎂合金的硬度則由于硬質(zhì)顆粒相的增加而始終隨著中間合金加入量的增加而上升。
　　 在ZA105高鋅鎂舍金中，隨著6＃中間合金加入量的增加，合金中的基體以及第二相都發(fā)生了很大的變化，與

6、加入5＃中間合金的時候很相似。但是在6＃中間合金的加入量為3．0wt％時，合金中的第二相基本全部以塊狀相均勻的分布在合金基體中；合金基體也明顯細化；同時，合金的常高溫抗拉強度和沖擊韌度都達到了最大值，分別為198MPa(RT)、178 Mpa,(150℃)、155MPa(200℃)和9．21J／cm2，比沒有加入6＃中間合金的ZA105高鋅鎂合金分別提高了10．00％、18．67％、19．23％和26．69％。隨著6＃中間臺金加入量的繼

7、續(xù)增加，合金顯微組織和力學(xué)性能(常高溫抗拉強度和沖擊韌度)的變化與加入5＃中間合金的ZA105高鋅鎂合金的變化相似。合金的硬度則隨著6＃中間合金加入量的增加而得以提高。
　　 對比5＃和＃中間合金對ZA105高鋅鎂合金的顯微組織和力學(xué)性能的影響發(fā)現(xiàn)，6＃中間合金對ZA105高鋅鎂合金中第二相的改善作用明顯的優(yōu)于5＃中間合金，對其的力學(xué)性能的改善尤為突出。6＃中間合金對ZA105高鋅鎂合金的常高溫抗拉強度的提高幅度都要高于5＃中間