Ce和Sn對AZ80鎂合金顯微組織和力學(xué)性能及耐蝕性能的影響.pdf

1、AZ系列鎂合金具有強度高、塑性和耐蝕性較好等特點，其中AZ80是目前AZ系列應(yīng)用最多的典型鎂合金之一。雖然具有眾多優(yōu)點，但由于晶界存有粗大網(wǎng)狀的β-Mg17Al12相，嚴重了影響了其強韌性的提高，限制了其在生產(chǎn)應(yīng)用中的發(fā)展，本課題主要選AZ系列中的AZ80鎂合金為研究對象。
　　 稀土元素由于具有凈化鎂合金熔體、改善顯微組織、改良鑄造性能、提高合金室溫和高溫強度以及耐腐蝕性能等作用作為合金化元素而廣泛應(yīng)用于鎂合金構(gòu)件中。Sn元素

2、在強化Mg-Al系鎂合金方面也有很好的效果，尤其是提高合金的屈服強度。有研究表明Sn和Ce元素復(fù)合添加對鎂合金進行微合金化也可以很好的改善鎂合金的顯微組織。本文正是基于微合金化改善鎂合金的思想，采用外加的方式研究了單獨加Ce元素和復(fù)合添加Ce和Sn對AZ80鎂合金的顯微組織、力學(xué)性能和耐蝕性能的影響，然后針對于最佳成分的實驗合金進行熱處理強化的研究。借助OM、XRD、SEM、EDS等組織分析手段和各種力學(xué)性能測試手段詳細地研究了實驗合金

3、顯微組織、力學(xué)性能和耐蝕性能的變化趨勢，其研究結(jié)果如下:
　　 1) AZ80鎂合金的組織主要由基體α-Mg相、連續(xù)網(wǎng)狀β-Mg17Al12相和少量的Al8Mn5相組成。適量的Ce的加入，可明顯地細化基體組織，沿晶界分布的β相的連續(xù)網(wǎng)狀被改善成小島狀甚至是細小的顆粒狀，新生成的針狀A(yù)l4Ce相均勻地分布在晶內(nèi)及晶界處。適量的Sn的加入，可進一步地細化基體組織，小島狀的β相的尺寸進一步減小，而針狀A(yù)l4Ce相相對于單獨加Ce時變得

4、更加短小而均勻，新生成塊狀的Mg2Sn相均勻地分布在晶內(nèi)及晶界處。
　　 2)隨著Ce含量的增加，實驗合金的鑄態(tài)宏觀硬度是呈線性增大的，而沖擊韌性、抗拉強度和延伸率是呈先增后減的趨勢。當(dāng)Ce的加入量為1.00wt.％時綜合性能達到最佳，其中宏觀硬度、沖擊韌性、抗拉強度和延伸率分別為61.90HB、15.50J·cm-2、171.80MPa和3.35％。復(fù)合添加Ce和Sn時，隨著Sn含量的增加，實驗合金的鑄態(tài)宏觀硬度是呈線性增大的

5、，而沖擊韌性、抗拉強度和延伸率是呈先增后減的趨勢。當(dāng)Sn的加入量為1.00wt.％時，實驗合金的鑄態(tài)綜合力學(xué)性能達到最佳，其中宏觀硬度、沖擊韌性、抗拉強度和延伸率分別為61.80HB、15.00J·cm-2、194.50MPa和3.68％，比AZ80基礎(chǔ)合金分別提高了9.78％、57.89％、28.30％和50.20％。
　　 3)元素Ce和Sn對AZ80合金的耐蝕性能的提高是有一定的積極作用。
　　 4)最適合AZ80

6、+1％Ce+1％Sn實驗合金的熱處理工藝是425℃固溶2h和200℃時效20h。經(jīng)425℃固溶2h后，AZ80+1％Ce+1％Sn合金組織中的β-Mg17Al12相基本都溶解，固溶到α-Mg基體中，Al4Ce相和Mg2Sn相的形態(tài)和分布基本沒有發(fā)生明顯的變化。經(jīng)425℃固溶2h和200℃時效20h熱處理后，AZ80+1.0％Ce+1.0％Sn實驗合金的宏觀硬度、抗拉強度和伸長率分別達到72.7HB、243.4MPa和6.47％，相比AZ