钆对AZ91合金组织和性能影响

《钆对AZ91合金组织和性能影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2017.02.014钆对AZ91合金组织和性能的影响孔凡校（广西科技大学汽车与交通学院，广西柳州545006）摘要：分析钆在AZ91合金中的形貌、相组成、组织成分对力学性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明，钆的含量为1%~3%时，合金晶粒尺寸随着钆含量的增加而减小，且由树枝晶向等轴晶转变；当钆含量超过3%时，晶粒尺寸随钆含量增加开始逐步增大，且晶内缺陷增加；在钆含量达到5%时，合金中再次出现枝晶组织。当合金中钆含量为3%时，力学性能最好，其室温抗拉强度为261.6MPa，延伸率为4.6%，分别比

2、不添加钆的合金提高了34.6%和70.4%；200℃的抗拉强度为148.7MPa，延伸率为4.1%，分别比不添加钆的合金提高了47.8%和32.3%。随着钆含量的增加，合金的腐蚀电流密度大幅度降低，自腐蚀电位略有增加。关键词：AZ91；钆；微观组织；力学性能；腐蚀性能中图分类号：TG146.22；TG113文献标志码：A文章编号：1007-7545（2017）02-0000-00EffectofGadoliniumAdditiononMicrostructureandPropertyofAZ91AlloyKONGFan-xiao(SchoolofAu

3、tomobilesandTransportation,GuangxiUniversityofTechnology,Liuzhou545006,Guangxi,China)Abstract：Effectsofmicrostructure,phasecomposition,compositionofscandiuminAZ91alloyonalloy’smechanicalandcorrosionpropertieswereinvestigated.TheresultsshowthatgrainsizeofMg-Gdalloydropswithincre

4、aseofgadoliniumcontent,andcrystalmorphologytransformsfromdendritetoisometriccrystalwithgadoliniumcontentofabout1%~3%.Correspondingly,grainsizeriseswithincreaseofgadoliniumcontentandcrystaldefectsincreaseswithgadoliniumcontentof3%above.Dendritecrystalisobservedagainwhengadoliniu

5、mcontentisupto5%.Theoptimummechanicalpropertiesatroomtemperatureand200℃areimprovedto261.6MPaand148.7MParespectivelywhengadoliniumcontentisincreasedto3%.Corrosioncurrentdensitydropsmarkedlyoponaddinggadolinium,whilesel-corrosionpotentialrisesslightly.Keywords：AZ91;gadolinium;mic

6、rostructure;mechanicalproperty;corrosionpropertyAZ91镁合金比强度较高且耐腐蚀较纯镁大幅提高[1]，但其高温强度及蠕变性能在温度超过120℃时会大幅下降，限制了其应用范围。加入稀土元素可以极大地提高镁合金的高温强度，降低蠕变速率[2-4]。本文研究钆对AZ91合金组织、常温和高温拉伸强度、延伸率的影响，以获得高性能的耐热镁合金，拓宽其在汽车、高速列车、航空航天等领域的应用范围。1试验设计1.1成分设计钆能提高镁合金的熔点，提高其高温蠕变性能。单质钆的熔点为1311℃，价格较贵，通常在镁合金中加入Mg-

7、Gd中间合金，钆元素添加量为0~5%(质量百分数)。1.2熔铸工艺镁合金的化学活性较强，极容易在熔炼过程中发生氧化，从而造成镁元素的严重烧损。合适的熔炼铸造工艺对于减少合金中的夹杂、缩孔、缩松及微观组织缺陷有重要的作用。本试验采用一种自行研制的复合新型溶剂，并采用惰性气体保护，能够起到减少元素烧损、精练合金熔体、清除非金属杂质的作用，避免合金氧化燃烧和爆炸危险。试验首先在井式坩埚炉内加入复合溶剂，加入量约为总加入料量的5%，升温，待溶剂完全熔化后加入镁锭和锌锭。等上述物料熔化后，升温至Mg-Gd共晶温度以上40℃左右，加入其它中间合金，待全部合金熔化

8、后调整到浇铸温度进行浇铸[2]。1.3固溶和时效处理根据合金的DSC差热分析结果确定合金的低熔点共晶体复熔转