铸态和挤压变形态Mg-Zn-Al-Re镁合金的室温和高温力学性能

采用透射电子显微镜、扫描电子显微镜及能谱分析、拉伸力学性能测试等手段比较分析了铸态和挤压变形态Mg-7Zn-3Al-0～0.7Re(质量分数,%)镁合金的室温和高温力学性能,探讨了稀土和变形加工对合金强度和塑性的影响规律。结果表明,适量稀土Er可以显著提高铸态Mg-Zn-Al合金的高温塑性,而稀土含量对合金室温力学性能和高温屈服强度影响不明显;挤压变形过程中动态弥散析出纳米级的球形析出相,显著提高Mg-Zn-Al-Er合金的高温力学性能,其200℃下的屈服强度和延伸率分别较铸态提高了105%和120%,断口显示其断裂方式呈明显的韧性断裂特征。     

稀土元素对镁合金晶粒细化的研究

根据稀土元素在镁合金中存在的形式及其作用,综述了稀土Ce、Nd、Y、Er及Sc在镁合金中的晶粒细化效果及其作用机理。一定量的Ce、Nd、Y、Er及Sc对镁合金晶粒均有细化作用,根据稀土固溶度的不同,其细化合金晶粒所加入的量也不同;镁合金晶粒开始粗化时所添加的稀土量是随着其在镁合金中的固溶度增加而增大的。     

稀土Er对ZK21镁合金组织的影响

研究了添加稀土Er（0～4.0%）对半连续铸造ZK21合金铸态和均匀化态组织的影响。结果表明,稀土Er的添加可有效细化铸态组织,加入2.0%的Er使合金的平均晶粒尺寸由94μm细化至62μm,减小了34%。Er在均匀化态合金中部分固溶于基体中,部分与Mg、Zn元素形成热稳定Mg-Zn-Er三元化合物相;当稀土含量高于0.5%时,合金中不存在二元Mg-Zn相。随着稀土含量的增加,Er在基体中的固溶度增大,化合物的体积百分数增多,与此同时,Zn在基体中的固溶度减少。合金的硬度在Er含量为2.0%时达到最大,这是基体中Zn、Er元素固溶强化和析出相强化的综合作用结果。