Ca含量对Mg-5Zn-2Al合金铸态组织和性能的影响.doc

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1、镁合金具有低密度、高比强度、高比刚度、阻尼减震性好以及电磁屏蔽好等优点，目前在汽车﹑航空航天领域得到日益广泛的应用。Mg-Zn-A1系镁合金由于具有高温性能较好、成本较低和较好的铸造性能等优势，被认为是一种具有发展前途的高温抗蠕变镁合金。合金化是改善镁合金耐热性能最常用最有效的方法之一。由于稀土元素价格昂贵，采用碱土元素代替稀土元素在降低成本的同时又能保证性能，故本课题采用加入碱土元素Ca的方法研究不同含量Ca对Mg-5Zn-2Al晶粒的细化及镁合金铸件力学性能的影响。实验所用的原材料为纯镁(99.9%)、纯铝、纯锌

2、和纯钙，合金成分表1。实验材料在井式坩埚炉中进行熔炼，用KSW-12-12A恒温控制箱控制电炉温度，并采用RJ-2熔剂保护。坩埚和钟罩、扒渣勺等工具在使用前要先预热至200℃左右，然后在其表面涂一定厚度的涂料后再烘干。当温度升至500℃左右时开始加入氩气保护，炉料熔化后将温度升高到780℃时加入Ca并充分搅拌，当熔体温度降到740℃时用C2Cl6进行精炼，静止10min后待熔体温度达到700℃时浇注到预热的金属模具中。再将浇注成形的试样加工成标准试样进行制样，在万能试验机上进行力学性能测试。表1合金试样的成分(质量分

3、数，%)试样编号ZnAlCaMg1520余量2520.23520.44520.65520.8Mg-5Zn-2Al合金的组织主要由白色的α-Mg基体相和在晶界上和晶粒内部呈连续骨骼状或粒状分布的黑色τ相即Mg32(Al,Zn)49相组成。随着Ca含量的增加，Mg-5Zn-2Al合金的抗拉强度呈先上升后下降的变化趋势。当添加Ca含量为0.2%时，Mg-5Zn-2Al合金的抗拉强度和伸长率达到最大，分别为233MPa和13.33%。铸态Mg-5Zn-2Al合金的断口断面有明显的解理台阶和撕裂棱，断口呈现出混合裂纹的特征，但

4、是添加Ca的Mg-5Zn-2Al合金的断口呈现出较小的解理台阶，细小的撕裂纹，并且含有少量的韧窝，整个断口呈现出韧性断口的特征。