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