稀土元素Nd對(duì)Mg-Zn-Zr合金組織和性能的影響.pdf

1、鎂是自然界分布比較豐富的金屬元素之一，在結(jié)構(gòu)金屬中僅次于鋁和鐵，排在地殼常用金屬元素的第三位，且在海洋中鎂含量也十分豐富。面臨金屬元素趨于枯竭的今天，鎂合金是僅次于鋼鐵，鋁合金的新型金屬結(jié)構(gòu)材料，鎂合金被譽(yù)為“21世紀(jì)綠色工程材料”，在汽車(chē)、航天航空、電子通信、生物工程、國(guó)防軍事領(lǐng)域具有十分廣闊的應(yīng)用前景，因此加快鎂及鎂合金材料的的研究和開(kāi)發(fā)具有重要意義，也是實(shí)現(xiàn)材料領(lǐng)域可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。Mg-Zn-Zr合金具有密度小，而且有高的比

2、強(qiáng)度，在商用輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料中廣泛采用，但是Mg-Zn-Zr合金也存在普遍的缺點(diǎn)，如熱開(kāi)裂傾向嚴(yán)重、耐蝕性差、高溫抗蠕變性能差、對(duì)顯微疏松敏感等。由于稀土元素具有細(xì)化組織、提高力學(xué)性能及耐蝕性、凈化熔體的作用，在鎂合金領(lǐng)域是一種重要的合金化添加元素，被認(rèn)為是改善鎂合金綜合性能最有效的合金元素之一。
　　本課題以Mg-Zn-Zr合金為研究對(duì)象，添加稀土元素Nd后對(duì)Mg-Zn-Zr合金鑄態(tài)、半固態(tài)組織及力學(xué)性能的影響。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3、發(fā)現(xiàn)，Nd含量影響共晶組織的數(shù)量、形態(tài)、大小及分布。Mg-Zn-Zr合金顯微組織主要有a-Mg基體和MgZn2，ZnZr共晶相組成。隨著Nd含量的增加，共晶組織由條塊狀向彌散狀轉(zhuǎn)變，且逐漸變得連續(xù)，呈網(wǎng)狀分布，晶界由寬變窄，并出現(xiàn)稀土相Mg41Nd5。當(dāng)Nd含量為達(dá)到0.6％時(shí)，晶粒變得最為細(xì)小達(dá)到46μm，其鑄態(tài)抗拉強(qiáng)度為248.8Mpa，延伸率為14.6%。
　　選擇力學(xué)性能較好的 Mg-6Zn-0.9Zr-0.6Nd合金進(jìn)行

4、固溶時(shí)效處理，得到其最佳熱處理工藝為：固溶處理410℃+20h，時(shí)效處理180℃+20h。熱處理后其抗拉強(qiáng)度達(dá)到294Mpa,延伸率達(dá)到18.3%。斷口分析表明，Mg-6Zn-0.9Zr-0.6Nd合金的斷裂方式主要有解理斷裂和沿晶斷裂。
　　結(jié)合力學(xué)性能的分析，對(duì) Mg-6Zn-0.9Zr-0.6Nd合金進(jìn)行半固態(tài)等溫?zé)崽幚恚芯苛瞬煌?Nd含量對(duì)半固態(tài)非枝晶組織的影響，結(jié)果表明，Nd能明顯細(xì)化合金組織。并研究了溫度和時(shí)間對(duì)半固