稀土Er和Ce复合改性对过共晶Mg-Si合金组织与性能的影响

通过金相、SEM、EDS和XRD等方法研究了稀土元素Er、Ce复合改性对过共晶Mg-3.2Si合金中初生Mg_2Si相的影响,并探讨了改性机制。结果表明,在过共晶Mg-3.2Si合金中,添加约0.6%(质量比,下同)Er时,初生Mg_2Si相的平均尺寸由150μm减小到40μm,其形态从粗大树枝状变为不规则多面体;在此基础上,继续添加1.0%Ce,可获得5~10μm大小的多面体或球状初生Mg_2Si相,改性效果最佳;但稀土添加过量,会出现过改性现象。改性机制:稀土Er和Ce吸附或富集在初生Mg_2Si相表面,降低固液界面张力,减小临界形核功,有利于更多初生Mg_2Si晶核的生成;稀土Er和Ce在初生Mg_2Si相的表面富集,减小了晶向之间的相对生长速度,使初生Mg_2Si相从粗大树枝状变为不规则多面体形状;合金凝固时,稀土Er与Ce的晶体结构相同,形成了连续固溶体。当稀土添加量为0.6%Er和1.0%Ce时,Mg-3.2Si合金试样的抗拉强度σb与伸长率δ分别提高到127 MPa和3.7%最大值。