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.     

压铸镁合金中混合稀土加入方法研究

研究在压铸镁合金AZ91D中添加混合稀土的两种方法的熔解方式及收得率,包括直接添加和以中间合金方式添加混合稀土。结果表明,直接添加混合稀土时,在压铸工艺通常采用的镁合金熔炼温度下,稀土元素只能通过化学反应的方式扩散到熔液中,30min内收得率低于50%而且未完全熔解。采用先铸造后挤压的方式制备了镁基混合稀土中间合金,金相分析及TG-DSC分析表明形成种类较多、晶粒细小的Mg-RE金属间化合物,其熔点范围跨越了压铸温度,熔解速度较快。以挤压态镁基混合稀土中间合金方式添加混合稀土,在实验室中用井式坩埚炉在熔炼温度720℃时,30min内收得率可以达到95%;在工业用的压铸条件下,收得率达到80%,稀土元素能够较好地合金化,形成Al-RE化合物。     

钇在AZ91D镁合金熔体中合金化技术的研究

为了提高稀土钇在镁合金中的收得率并改善稀土镁合金的组织,采用扫描电镜、XRD、光学显微镜、ICP光谱仪,研究了直接添加金属钇和添加铸态及挤压态Mg-Y中间合金对镁合金组织及稀土钇收得率的影响。结果显示:用井式坩埚炉熔炼镁合金AZ91D,直接添加Y时,在熔炼温度750℃、60 min内收得率低于50%而且未完全熔解。生成的Al-Y金属间化合物组织粗大,并容易沉降到熔体底部。以铸态及挤压态Mg-Y中间合金加入时,生成的Al-Y金属间化合物组织细小均匀,Y收得率分别为71.3%和78.3%;以铸态中间合金加入时收得率略低于以挤压态中间合金加入时的收得率。其原因是中间合金中的α-Mg基体首先溶解,Mg_(24)Y_5相随之分散到熔体并分解为Mg_2Y;经挤压变形后,Mg_(24)Y_5相被破碎成更为细小的颗粒,加入合金熔体后分解为Mg_2Y,粒径越小沉降速度越缓慢,提高了Y的收得率。     

混合稀土和挤压铸造对ZL305合金组织和性能的影响

采用挤压铸造和重力铸造制备出不同混合稀土含量的ZL305合金,研究了混合稀土含量和挤压铸造对合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,在重力铸造下,添加混合稀土对合金晶粒细化效果明显,当添加0.1%的混合稀土时,ZL305合金的综合力学性能达到最佳,抗拉强度增加到227.88MPa,伸长率为6.47%。相比重力铸造,挤压铸造成形的合金组织明显细化,并且合金铸态的抗拉强度和伸长率都明显提高。添加0.2%的混合稀土时,合金的抗拉强度和伸长率最佳,分别为302.35MPa和7.23%。经430℃×10h固溶处理后挤压铸造合金的性能显著提高。     

阻燃镁合金AZ91D-0.3Be-RE的研究

研究了添加铍对镁合金AZ91D的阻燃性以及混合稀土对其组织与力学性能的影响.结果表明,铍(Be)可以有效地提高镁合金的起燃温度,含0.3wt?的镁合金的起燃温度提高近300℃,可直接暴露在大气中熔炼.稀土可抑制镁合金AZ91D非平衡结晶的进行,同时也抑制Mg17Al12相的析出,强化了基体;另外花瓣状和短杆状Al4RE相可阻止裂纹的形成,增大合金的断裂抗力,从而使合金的室温抗拉强度在固溶态和时效态下均提高20%;硬度在铸态下提高20%,在时效态下提高30%.由于Al4RE相热稳定性高,使高温抗拉强度在铸态下提高50%,在时效态下提高20%;伸长率在铸态和时效态下均提高100%.     

微量Ce对7B04铝合金组织性能的影响

用实验室井式坩埚炉熔炼铸造了2种合金,通过光学显微镜、扫描电镜、电子万能试验机等,研究了添加微量Ce对7B04铝合金的组织变化、成分分布和力学性能的影响。结果表明:添加微量Ce后,因成分过冷的作用,合金铸态晶粒明显细化;经固溶时效处理后,在合金的抗拉强度和屈服强度变化不明显的情况下,添加Ce的合金伸长率提高明显;经断口形貌分析,添加稀土Ce的合金断口形貌晶粒明显细化,韧窝明显增多,属于穿晶断裂为主的形貌,而未添加稀土Ce的合金,断口以沿晶断裂为主,晶界处有裂纹,断口韧窝少。     

挤压铸造Mg-Nd-Gd-Zn-Zr稀土镁合金的显微组织和力学性能

采用砂型铸造和挤压铸造法制备了低稀土含量(低于4％)Mg-Nd-Gd-Zn-Zr镁合金,并对铸态、T6处理态镁合金的显微组织和力学性能进行研究.结果表明:砂型铸造镁合金晶粒粗大,力学性能较低;挤压铸造镁合金的晶粒细小、组织致密,并且气孔、疏松等缺陷较少,拉伸强度比砂型铸造镁合金要高12.9％;经T6处理后,挤压铸造镁合金的拉伸强度提高了27.5％.     

稀土对AZ61镁合金变形过程中组织与性能的影响

研究了不同的稀土含量(富Ce和Mg-Nd中间合金)对AZ61镁合金在热挤压变形过程中显微组织和力学性能的影响。结果表明,在加入1%～4%的混合稀土后,铸态AZ61镁合金组织中的β相明显减少,铸态组织晶粒得到细化,大部分的Ce,Nd与Al结合生成高熔点、高稳定性的稀土相Al4Ce或者Al4Ce和Al3Nd稀土混合相,并呈针状、棒状或者不规则块状分布于晶界或晶粒内部,同时各试验合金中均不同程度分布有不规则的块状α-Al8Mn5相;在热挤压过程中,Al4Ce或者Al4Ce和Al3Nd稀土混合相阻碍晶粒或亚晶粒长大,使晶粒较铸态组织变细,合金力学性能随稀土含量的增加有所提升,但由于稀土相较粗大,割裂晶界及晶粒间的结合力,使其性能大幅度下降;铸态AZ61+xRE各试验合金均为脆性断裂机制,挤压态AZ61合金断裂方式属于以韧性为主的韧脆混合断裂,含稀土挤压态合金中分布有塑性特征的韧窝,但主要以解理断裂为主。     

型温和退火对铸造Mg-12%Li-Al合金组织和性能的影响

采用电阻炉熔炼、锂盐覆盖、氩气保护的工艺方法,在浇注温度为720℃,型温分别在100℃、200℃和300℃试验条件下,制备超轻Mg-12%Li-Al铸造镁合金并且均匀化退火。通过对显微组织和力学性能的分析,结果表明:超轻Mg-12%Li-Al铸造镁合金在型温为300℃浇注时,合金的铸态组织和性能比较好;合金经过450K×5h固溶后,组织十分均匀,力学性能良好。     

添加混合稀土对纯镁及其合金中元素含量的影响

对纯镁及AZ91D镁合金中添加富铈混合稀土的收得率及其各元素含量的变化规律进行了研究。试验结果表明，混合稀土的收得率随着其添加量的增加而降低，添加适量的混合稀土，纯镁中的混合稀土收得率可达到75％以上，AZ91D合金中的混合稀土收得率可达到90％，以上；镁熔体对混合稀土存在着吸收极限，该试验条件下纯镁的吸收极限为1．6％左右，AZ91D合金的吸收极限为1．9％左右；添加适量的混合稀土可降低纯镁及AZ91D合金中的Cl元素含量至10^-5以下；添加混合稀土会降低镁熔体中的Al含量，对合金元素Zn、Mn以及杂质元素Fe、Cu、Ni、Si的含量不产生影响。