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Sm对AM60合金显微组织和力学性能的影响.pdf
第41卷 第4期 稀有金属材料与工程 Vbl-41.No.4
2012年 4月 RAREME汀ALMATERIALSANDENGINEERING 2012
April
张金山1,姬国强1,王星1,张照光1,许春香1,王红霞1,陶卫建2,孙勇2
(1.太原理工大学,山西太原030024)
(2,五台云海镁业有限公司,山西五台035500)
摘
织和力学性能,并分析Sm对合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,添加元素Sm可以细化镁合金的晶粒,改变
卢相的形态和大小,从连续或断续网状、长条状,变为卵石状或颗粒状均匀弥散分布在a—Mg基体上,显著改善合金的
显微组织。Sm的加入可形成稳定性较高的颗粒状A12Sm高温化合物相。随着Sm含量的增加,合金的抗拉伸强度和
伸长率呈现先引后降的趋势,当Sm含量为1.0%(质量分数,下同)时抗拉伸强度和伸长率分别达到最大值210MPa和
6.9%。室温下AM60合金的断口呈解理断裂,加入Sm变质后其断口形貌表现为准解理十局部韧性断裂特征。
关键词:镁台金;Sm;显微组织;力学性能;晶粒细化
中图法分类号:TGl46.2+2 文献标识码:A 文章编号:1002—185X(2012)04—0617—06
Mg-AI系镁合金是目前最广泛的铸造镁合金,具有
1 实验
价格低、良好的铸造和力学等性能。AM60由于其含A1
量较低(6%左右),凝固过程中离异共晶卢相的析出量 本试验用AM60镁合金采用工业纯镁锭(99.5%)、
较少,故该系合金具有优良的塑性和韧性,强度则比
AZ91有所降低,一般用于要求较高塑性、韧性和耐蚀AI.40%Sm中间合金为原材料,在井式坩埚炉中熔炼,
采用RJ.6作为覆盖剂、精炼剂。镁锭和纯铝在690℃
性的场合[卜31。但AM60合金的强度、塑韧性和耐热性等
性能还远远不能满足现代工业(如汽车零部件等)的需
要,需进一步提高其强度和韧性,现阶段最常用的手段 机械搅拌,保温20
是晶粒细化或者进行合金化。稀七元素可以净化合金 AI.40%Sm合金并同时搅拌以使稀土充分溶解,保温
20
液、细化组织、提高合金的室温及高温性能,是Mg.A1 rain之后精炼并静置30min,降温至700℃浇铸到
系合金强韧化研究的热点之一【4_61。Sm元素是铈组稀土预热至200℃的金属模具(用ZnO涂料保护型腔)中,
元素中在镁基体固溶度最大的元素f在共晶温度542℃所有原料装炉前均要在200℃的烘干箱中进行预
时的最大固溶度为5.8%),但关于Sm在镁合金中强化热,固溶处理试样(使用MgO覆盖保护)在箱式电阻炉
作用的研究较少[_”。有研究者对Mg-Sm二元合金的力学
性能做了一定的研究,Sm元素含量在2%-4%(质量分温时间为24h。试验合金成分参见下表1。
数)范围内合金展现出最佳的综合力学性能,另外对
表1 AM60合金的化学成分
Mg—Sm—Zn、Mg—Sm:Gd、Mg—Sm—Er、Mg—Sm-Y、
Table1 Chemical ofAM60
Mg-Y-Sm-Zr等多元合金体系也有探索性的研究,得到 compositionalloys(∞,%)
一些很有参考价值的实验结论[8~。但在Mg.A1系中的应
用相对较少。本实验以AM60合金为对象,加入稀土元
素Sm进行变质处理,对Sm的强化作用进行系统研究,
以期获得强度和韧性均能满足汽车零部件要求的镁合
金,为AM60铸造镁合金的强化提供新途径。
收稿日期:2011.04—10
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