高稀土合金化鎂合金半連鑄坯料制備及其擠壓工藝研究.pdf

1、鎂合金是目前工程應(yīng)用中最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，具有比強(qiáng)度和比剛度高、阻尼減振效果好、可以實(shí)現(xiàn)電磁屏蔽等優(yōu)點(diǎn)，但是其強(qiáng)度不高，高溫性能較差。稀土鎂合金具有高強(qiáng)、耐熱、耐蝕等優(yōu)良性能，在航空航天和軍工行業(yè)有廣泛應(yīng)用前景。近年來(lái)相繼開(kāi)發(fā)的Mg-Y-Nd-Zr和Mg-Gd-Y-Zr等新型的高強(qiáng)耐熱鎂合金是典型代表，但其大規(guī)格變形坯料的制備困難，塑性變形能力差，是應(yīng)用受限的主要原因。本課題主要通過(guò)采用不同半連鑄工藝制備Mg-9Gd-3Y-1.5Zn-

2、0.6Zr合金錠坯，并對(duì)其擠壓變形工藝和熱處理工藝進(jìn)行研究，主要結(jié)論如下：
　　(1) Mg-9Gd-3Y-1.5Zn-0.6Zr合金的鑄態(tài)組織主要由過(guò)飽和α-Mg基體和骨骼狀的Mg24(GdYZn)5相組成;合金最佳均勻化制度為530℃保溫5h，均勻化后的合金組織中Mg24(GdYZn)5相溶解，析出少量Mg12Zn(YGd)相，提高均勻化后的冷卻速度（水冷）有利于抑制Mg12Zn(YGd)相的析出;
　　(2)實(shí)驗(yàn)采用低

3、頻電磁半連鑄工藝，以不同結(jié)晶器結(jié)構(gòu)（分別為熱頂、石墨套和鋁套）制備Mg-9Gd-3Y-1.5Zn-0.6Zr合金錠坯。結(jié)果表明，由熱頂結(jié)構(gòu)的結(jié)晶器制備的錠坯晶粒尺寸最小，邊部和心部差別較小，平均晶粒尺寸為39μm，錠坯的硬度最高;使用熱項(xiàng)鑄造時(shí)，適當(dāng)增大電磁場(chǎng)強(qiáng)度（電流強(qiáng)度）和降低鑄造速度有利于錠坯組織細(xì)化;
　　(3)鑄造工藝對(duì)Mg-9Gd-3Y-1.5Zn-0.6Zr合金錠坯的流變行為有顯著影響。鑄造速度為55mm/min，電

4、磁場(chǎng)條件為f=30Hz，I=68A的熱頂鑄錠更適合低溫高速變形;
　　(4)鑄造工藝和擠壓速度對(duì)擠壓態(tài)合金組織和性能有顯著影響。低速擠壓有利于提高合金變形均勻性，細(xì)化組織，提高力學(xué)性能。鑄造速度為55mm/min，電磁場(chǎng)條件為f=30Hz，I=68A的熱頂鑄造錠坯經(jīng)慢速(2.5cm/s)擠壓后抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度分別為390MPa和330MPa，伸長(zhǎng)率為10.6％;
　　(5)熱頂鑄造錠坯（鑄造速度為65mm/min，電磁場(chǎng)條