Mg-Gd-Y-Zr合金的熱裂和流動性研究.pdf

1、針對高強耐熱Mg-Gd-Y-Zr合金易產(chǎn)生熱裂傾向及流動性差的問題，采用約束熱裂棒法，熱裂環(huán)法、熱裂測試系統(tǒng)以及流動性試樣，系統(tǒng)研究了不同精煉劑、澆注溫度及合金元素對該合金熱裂及流動行為的影響，并探討了Mg-10Gd-3Y-Zr合金的熱裂機理。主要成果如下： Mg-10Gd-3Y-Zr合金的凝固后期，由于共晶反應(yīng)導(dǎo)致出現(xiàn)“沖擊收縮”和相應(yīng)的“沖擊應(yīng)力”，而“沖擊應(yīng)力”的出現(xiàn)是Mg-10Gd-3Y-Zr合金熱裂產(chǎn)生的直接誘發(fā)因素。

2、 采用約束熱裂棒法研究了八種不同精煉劑對Mg-10Gd-3Y-Zr合金熱裂傾向性的影響。研究結(jié)果表明：JDMJ+5％GdCl3和RJ6+5％GdCl3兩種精煉劑能顯著降低Mg-10Gd-3Y-Zr合金的熱裂傾向性。未經(jīng)過精煉的Mg-10Gd-3Y-Zr合金約束熱裂棒試樣熱裂因子HCS(Hot Cracking Susceptibility)為8；經(jīng)過JDMJ+5％YCl3和RJ6+5％GdCl3精煉后，Mg-10Gd-3Y-Zr

3、合金的HCS降低為0，合金的抗熱裂性能明顯提高。 研究發(fā)現(xiàn)，Mg-10Gd-3Y-Zr合金的熱裂傾向性隨著澆注溫度的升高而升高。Gd和Y元素的加入增大了合金的熱裂傾向性。而隨著Zr元素的加入量的增加，熱裂傾向性先降低后增加，當(dāng)Zr含量達到0.2％時，合金熱裂傾向性因子HCS為0。 采用約束熱裂棒法、熱裂環(huán)法以及熱裂測試系統(tǒng)對比研究了Mg-10Gd-3Y-Zr合金與AZ91D的熱裂性能，結(jié)果表明，上述二種合金的HCS分別為

4、8和32；抗熱裂力約分別為340N和40N；臨界斷裂尺寸分別為53mm和48mm。研究發(fā)現(xiàn)，Mg-10Gd-3Y-Zr合金的熱裂傾向性低于AZ91D的熱裂傾向性。 JDMJ+5％GdCl3與RJ-6+5％GdCl3二種精煉劑能顯著提高合金的流動性。未精煉情況下，金屬型流動性試樣長度為780mm；經(jīng)過JDMJ+5％YCl3熔劑精煉后，合金流動性試樣長度增加至1270mm；經(jīng)過RJ6+5％GdCl3熔劑精煉后，流動性試樣長度增加至1

5、113mm。通過分析流動性試樣中夾雜物，發(fā)現(xiàn)這兩種精煉劑能顯著降低Mg-10Gd-3Y-Zr合金中夾雜物含量，表明夾雜物含量是影響合金流動性的主要因素之一。 在一定溫度范圍內(nèi)，Mg-10Gd-3Y-Zr合金的流動性隨澆注溫度的升高而提高，當(dāng)澆注溫度由690℃至770℃時，流動性試樣長度由595 mm 增加到 995 mm；但澆注溫度升高到一定程度后，流動性試樣長度增加的幅度越來越小。Gd和Y元素能提高合金的流動性。而隨著Zr元素