La和Nd复合添加对AZ91镁合金铸态组织和性能的影响

利用SEM和XRD等方法研究了总添加量为2.5%(质量分数, 下同)的单加或复合添加La和Nd的AZ91镁合金的铸态显微组织和相组成,并测试和分析了合金的室温力学性能。结果表明：单加或复合添加2.5%的La和Nd使AZ91合金中的β相Mg17Al12数量明显减少。单加La和单加Nd在AZ91合金中形成的稀土相分别是针状的Al11La3和块状的Al2Nd;二者复合加入时两种稀土相同时出现,Al11La3相和Al2Nd相的尺寸较单加时有所减小,其相对含量与两种稀土元素添加量成正比。当复合添加La和Nd时,Al11La3相中的部分La和Al2Nd相中的部分Nd分别被Nd和La置换。相对于单一添加,复合添加La和Nd能更显著地改善AZ91的力学性能。本实验研究的合金中,AZ91+1.0%La+1.5% Nd合金力学性能最好,其铸态合金的抗拉强度和延伸率分别为235 MPa和10%     

混合稀土对压铸AZ91D合金的组织及力学性能的影响

研究了不同添加量的混合稀土对压铸AZ91D合金的组织和力学性能的影响。添加混合稀土后,常温力学性能没有明显改善。在100℃时,混合稀土含量为0.4%的压铸AZ91D合金的力学性能与不含混合稀土的试样几乎相等。在170℃时,混合稀土含量为0.4%的压铸AZ91D合金的抗拉强度、屈服强度及伸长率分别为206MPa、142MPa、26%,比不含混合稀土的压铸AZ91D试样的力学性能分别提高15.7%、10%及30%。这是因为添加适量的混合稀土后,形成热稳定性较高的强化相,增加了位错滑移阻力并阻碍裂纹扩展,镁基体中稀土元素起到固溶强化作用,从而提高镁合金的高温抗拉强度。     

稀土对AZ91镁合金干湿交替循环腐蚀行为的影响

镧铈(La,Ce)混合稀土的添加改变了AZ91镁合金微观组织和元素分布。La元素与Ce元素在AZ91镁合金中以不同的形式存在,一部分固溶在镁合金基体中,一部分参与生成了针状的Al4(La,Ce)相和粒状的Al_(10)Ce_2Mn_7相。稀土添加后AZ91镁合金中β相的体积分数有所降低,Al元素分布由晶界向晶内迁移。对不同添加量的稀土镁合金在模拟融雪剂溶液中的干湿交替循环腐蚀行为的研究结果表明,La、Ce混合稀土的添加,可以增加镁合金表面膜的致密度。虽然混合稀土降低了镁合金的自腐蚀电位,但腐蚀电流密度相比较于AZ91明显降低。SECM结果则表明,稀土添加可以减少镁合金表面微区的活性点数量。     

稀土Ce含量对AZ91D镁合金组织和性能的影响

研究了稀土Ce对AZ91D镁合金的显微组织、力学性能、腐蚀性能和磨损性能的影响。结果表明,向AZ91D镁合金中加入稀土Ce,出现了杆状化合物Al4Ce相,并提高了合金的室温力学性能。当稀土加入量为0.7%时,合金的抗拉强度和伸长率由117.4 MPa和4.0%提高至138.87 MPa和6.5%。进一步提高稀土含量,杆状化合物Al4Ce变得粗大,合金力学性能下降。AZ91D镁合金中加入稀土Ce可提高其耐蚀性,加入0.7%Ce的AZ91D镁合金的耐蚀性能提高了87%,当稀土Ce含量进一步提高时,AZ91D镁合金中的耐蚀性又变差。向AZ91D镁合金中加入稀土Ce,其耐磨性能也得到提高,当稀土Ce含量为1.0%时,合金耐磨性能最优,但只是略高于稀土Ce含量为0.7%时合金的耐磨性。综合本研究结果,稀土Ce的最佳加入量为0.7%。     

稀土La对汽车用AZ91D镁合金腐蚀行为的影响

以汽车用AZ91D镁合金为研究对象,添加一定量的稀土La元素,利用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、XRD衍射仪、静态腐蚀失重法以及NaCl溶液浸泡等方法分析基体及稀土镁合金显微组织结构、耐腐蚀性、相结构、元素分布,并对稀土La元素改善AZ91D镁合金耐腐蚀性行为机制进行分析与讨论。结果表明:在AZ91D镁合金中w(La)=1.0%时,细化了晶粒,β-Mg_(17)Al_(12)相由较大板块状转变为细片状组织,并广泛密集的分布在基体中;用w(NaCl)=3.5%的溶液浸泡12 h、24 h、36 h、48 h后的静态腐蚀失重结果表明,加入La后AZ91镁合金的腐蚀速率、腐蚀坑均远小于未加La的AZ91D镁合金的腐蚀速率和腐蚀孔洞;分析结果表明合金中晶粒的细化、元素偏析程度的减弱、β-Mg_(17)Al_(12)相数量的增多、β相的密集分布结构以及Al-La、Al-Mn-La新相的出现,提高了基体在NaCl溶液中的自腐蚀电位,从而使基体的耐蚀性有了一定程度的改善。     

添加稀土元素对AZ91D镁合金腐蚀性能的影响

通过全浸腐蚀试验、极化曲线、电子探针(EPMA)以及场发射扫描电镜(FESEM)研究了在AZ91D镁合金中添加稀土元素MM、Di、Y、Nd、Gd和Ho后的耐蚀性规律.添加稀土元素后,AZ91D镁合金的耐蚀性得到不同程度提 高,合金中的β相减少,出现含有稀土元素的第三相.添加稀土元素的合金的阴极极化行为减弱,腐蚀电流减小.     

稀土对AZ91镁合金阻燃性和机械性能的影响

针对应用最广的镁铝锌锰系镁合金AZ91,探讨了La的加入对其阻燃性和机械性能的影响.在自制覆盖剂保护下,按照AZ91镁合金化学计量比备料,熔铸了3种不同稀土含量(0,0.2%,0.4%)的样品.对样品进行燃点、硬度测定和金相观察.结果表明,富La稀土不仅可有效地提高镁合金的燃点(在AZ91系镁合金中添加0.4%的富镧稀土可使燃点提高15℃),还可细化晶粒,显著提高了镁合金的硬度,合金的布氏硬度由不含稀土时的548.8 MPa提高到656.6 MPa.     

AZ91+0~2.0%La铸造镁合金的组织和力学性能

利用SEM和XRD等方法研究不同La添加量的AZ91+xLa(x=0%,0.3%,0.5%,0.7%,1.0%,1.5%,2.0%)(质量分数,下同)镁合金的铸态显微组织和相组成,并测试和分析合金的室温力学性能.结果表明:AZ91合金中加入0.3%～2.0%的La后,合金的晶界和枝晶界析出Al11La3化合物,其形态随La含量的增加从针状向片状过渡,同时β-Mg17Al12相的体积分数及尺寸随La加入量的增加而减小.此外,La的加入可明显细化AZ91合金的显微组织,其最佳加入量为1.0%～1.5%.稀土La的加入可以明显改善AZ91合金的力学性能,其原因与稀土细化组织、改变β-Mg17Al12相的体积分数及尺寸、弥散强化等有关.在本试验研究的合金中,AZ91+1.5%La合金力学性能最好,其铸态合金的抗拉强度和断裂延伸率分别达到226 MPa和7.5%.     

稀土元素对汽车座椅支架用AZ60镁合金力学性能的影响

试验研究了稀土元素和热处理工艺对AZ60镁合金材料性能的影响,分析了添加稀土后的AZ60镁合金的力学性能和物相组织。结果表明,AZ60镁合金最佳的稀土添加量为w(Ce)=0.525%、w(La)=0.375%。添加稀土后的AZ60镁合金在420℃固溶处理40 h、210℃时效处理12 h时,其性能最佳,抗拉强度为259.1 N/mm~2,伸长率为13.6%,冲击韧性值为9.5 J/cm~2。最佳物相组成为α-Mg、Mg_(17)Al_(12)、La_3Al_(11)及Ce_3Al_(11)。稀土元素添加可在基体内晶界处起到钉扎作用,使得镁合金材料在断裂过程中裂纹发生偏转,从而形成大量的撕裂棱,最终提高镁合金材料的力学性能。     

稀土元素Y对AZ91D镁合金显微组织和力学性能的影响

试验研究了在AZ91D镁合金中添加不同质量分数的稀土元素Y(w(Y)=0.4%、0.8%、1.2%、1.6%、2.0%)对其组织和力学性能的影响。结果表明,添加适量的稀土元素Y能改善AZ91D镁合金的组织并提高其力学性能。当w(Y)=1.2%时,对AZ91D镁合金的晶粒细化作用效果最佳,此时,晶粒尺寸为46.15μm,相比未加入稀土元素Y的AZ91D镁合金细化幅度为27.85%。稀土元素Y的加入还能提高AZ91D镁合金的硬度、抗拉强度、伸长率等性能,当w(Y)=1.2%时,AZ91D镁合金的各项力学性能最佳:维氏硬度为99.7 HV,室温抗拉强度为299 N/mm~2,伸长率为9.5%;200℃的抗拉强度为161.75 N/mm~2,伸长率为5.8%。     

稀土La对快速冷却AZ91镁合金显微组织与性能影响

研究快速冷却条件下不同稀土镧含量(w(La)分别为0,0.3%,0.6%,0.9%,1.2%)的AZ91镁合金的显微组织及相组成,并测试了其力学性能。试验结果表明,经XRD物相分析得知AZ91镁合金是由α-Mg和β-Mg17Al12组成,当向其添加不同含量的La时,会有针状Al11La3析出,且β相数量减少。随着镧含量增加,合金晶粒尺寸由80.29μm减小到66.88μm,细化幅度达到16.7%。稀土La的加入可提高合金的硬度、抗拉强度、伸长率,这与晶粒细化、β相数量的改变以及弥散强化有关。试验中,力学性能最佳的是AZ91+0.9%La合金,其硬度值为84.18 HV,室温抗拉强度为237 N/mm2,伸长率为4.46%;220℃高温抗拉强度为154 N/mm2,伸长率为8.6%。     

稀土Nd对AZ91镁合金组织及耐蚀性的影响

通过OM、XRD、SEM等测试手段研究了添加稀土Nd前后的AZ91镁合金的组织形貌,并在w(Na Cl)=3.5%的水溶液中进行了0~96 h的失重腐蚀测验。结果表明,稀土元素Nd的加入使AZ91镁合金中β-Mg17Al12相的数量明显减少,并且由粗大连续网状分布转变为断续状、均匀分布。同时,Nd与合金中Al结合生成杆状或颗粒状的稀土相Al3Nd。本试验条件下,添加w(Nd)=0.85%的AZ91镁合金的平均腐蚀速率为0.45 mg/(cm2·d),仅为AZ91镁合金腐蚀速率的59.07%,提高了该合金的耐蚀性能。     

压铸镁合金中混合稀土加入方法研究

研究了在压铸镁合金AZ91D中直接添加和以中间合金方式添加混合稀土的优缺点.结果表明,直接添加混合稀土时,用井式坩埚炉在熔炼温度为720 ℃时,60 min内混和稀土收得率低于50%.采用先铸造后挤压的方式制备了镁基混合稀土中间合金,金相分析表明形成种类较多、晶粒细小的Mg-RE金属间化合物,差热分析显示其中一些金属间化合物的熔点低于压铸温度,溶解速度较快.用井式坩埚炉在熔炼温度为720 ℃时,10 min内,以铸态和挤压态中间合金添加混合稀土时,混和稀土收得率分别为94%和96%.在常规冷室压铸条件下,以挤压态中间合金方式在压铸镁合金AZ91D中添加混合稀土收得率达到80%,稀土元素能被合金化.     

稀土镧对快速冷却AZ91镁合金高温氧化的影响

以AZ91镁合金为基体,向其添加稀土镧,获得AZ91-x%La(x=0,0.3,0.6,0.9,1.2)镁合金,用静态增重法研究了AZ91镁合金在410、450、490℃的恒温氧化过程以及添加一定量的稀土镧后,AZ91镁合金的氧化过程。利用分析天平测出氧化相应时间后试样的质量,利用X射线衍射分析仪观察了试样的物相组成。实验结果是合金在410℃时表现出良好的抗氧化能力,当温度升高时,合金的抗氧化能力减弱;在450、490℃时,氧化遵循偏离平方抛物线规律;得到的物相组成是Mg0.97Zn0.03、La2O3和Mg O。在490℃时,随氧化时间的增加,合金氧化严重甚至发生燃烧。向AZ91镁合金中添加一定量的稀土镧,可提高合金的抗氧化能力。     

复合添加La,Ce和Sm对AZ91D合金在NaCl溶液中腐蚀行为影响的研究

利用X射线衍射(XRD)、带能谱(EDS)的扫描电镜(SEM)、腐蚀失重实验、极化曲线等方法,研究了1.0%La,0.7%Ce和3.0%Sm对AZ91D合金腐蚀行为的影响,并对其腐蚀机理进行了分析。结果表明:添加La,Ce和Sm后可以细化合金;在AZ91D中添加稀土元素La,Ce和Sm后,合金的自腐蚀电位高,自腐蚀电流低,阴阳极Tafel斜率大,合金耐腐蚀性能明显提高,其腐蚀速率略低于添加单一稀土元素Sm的合金。     

稀土元素对镁合金产品的强化浅析

镁合金除了具备质轻的特色之外,还具备良好的电磁屏蔽性、散热性以及可回收性。文章对镁合金AZ91D的成分组成、稀土元素对铸造镁合金AZ91D的强化机理以及研究现状进行了概述,对压铸样品的实验与测试分析主要对比了AZ91D和加入稀土元素的AZ91D压铸件的各项物化性能。重点介绍了AZ91D稀土镁合金的微观组织优化以及材料流动性的显著提升,同时通过对比实验表明AZ91D稀土镁合金压铸部件的机械力学性能、耐腐蚀性能以及蠕变性能在室温以及高温环境下都得到了明显的改善。对AZ91D稀土镁合金压铸部件的生产效率和边际成本进行了初略估算,初步探讨了AZ91D稀土镁合金压铸部件的潜在应用及产业化前景。     

稀土Y对漂珠/AZ91D复合材料组织和力学性能的影响

为了弥补AZ91D镁合金结构件强度和硬度不足等缺点,以AZ91D合金为基体,添加漂珠和稀土Y,制备出新型的漂珠/AZ91D复合材料。利用光学显微镜、X射线衍射仪、维氏硬度计、压缩试验机,研究了稀土Y对复合材料组织和性能的影响。结果表明,在复合材料中添加稀土Y后,显微组织得到明显细化,同时Mg2Si相由网状变成块状;稀土Y和漂珠对复合材料硬度的提高都有促进作用;在漂珠/镁合金复合材料中添加适量的稀土Y可提高其抗压强度。     

钇及铈镧混合稀土对AZ91镁合金铸态组织的影响

金相显微镜及电子探针分析结果表明, 含La, Ce的混合稀土和金属Y均有促进AZ91镁合金铸态组织晶粒细化的作用. 在AZ91+(Ce, La)合金中形成的杆状化合物被证实是(Ce, La)Al4, 而在AZ91+Y合金中发现了呈块状结构的YAl2化合物. 420℃/20h固溶处理后, 由于(Ce, La)Al4及YAl2具有良好的热稳定性, 不溶入Mg基体, AZ91+RE(La,Ce,Y)合金的铸态组织为δ固溶体+(Ce, La)Al4(或YAl2)化合物+Mg17Al12三相组成.     

La对AZ80镁合金组织和性能的影响

利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、电子万能拉伸试验机、AUT85729电化学工作站等设备研究了La对AZ80镁合金组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明,随着La的加入,铸态和挤压态AZ80合金的组织性能都得到了改善,晶粒尺寸减小,形成了新的杆状Al_(11)La_3相,但随着La含量的增加,杆状Al_(11)La_3的大小和数量逐渐增加,β-Mg_(17)Al_(12)相受到抑制,数量减少。La的添加提高了AZ80镁合金的强度和延展性,但当La含量增加到1%时,挤压AZ80合金的强度和延展性降低。采用电化学极化曲线测定了AZ80+x La合金的耐腐蚀性,结果表明,La的加入提高了AZ80镁合金的耐蚀性。加入0.5%La后,AZ80镁合金力学和耐腐蚀综合性能达到最佳。     

锶、钛对稀土改性压铸AZ91合金组织与性能的影响

研究了微量Sr、Ti对压铸AZ91合金微观组织与性能的影响。结果发现,与AZ91镁合金相比,添加稀土后,合金的强度提升、塑性下降。进一步添加Sr后,合金因组织细化而使塑性提升,但强度及耐腐蚀性降低。进一步添加Ti元素,则抑制了Sr元素的不利影响,并使合金保持良好的塑性。通过多元微合金化的方法使AZ91+RE+Sr+Ti合金达到最佳的综合性能。微观组织随组分添加而发生演变是材料性能变化的主要原因。