釔含量對(duì)鎂合金顯微組織和力學(xué)性能的影響

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釔含量對(duì)鎂合金顯微組織和力學(xué)性能的影響

鎂-稀土（RE）合金由于其優(yōu)異的力學(xué)性能和低密度而成為宇航、飛機(jī)及汽車領(lǐng)域的候選材料。釹（Nd）是一種輕稀土元素，在共晶溫度545℃下，在固態(tài)Mg中具有最高溶解度3.6%。已有報(bào)告表明，Mg-Nd合金在室溫和高溫都有明顯的強(qiáng)化效果，少量Zn的加入能進(jìn)一步提高時(shí)效硬度，釔（Y）也能夠影響Mg-Nd合金的時(shí)效,并對(duì)改善其力學(xué)性能起重要作用。研究了Y對(duì)Mg-2.4Nd-0.2Zn-0.5Zr合金的顯微組織、時(shí)效硬化行為和力學(xué)性能的影響。

試驗(yàn)合金的Y含量分別為0、 2.5%、4.0%、6.0%，共4個(gè)級(jí)別（按Y含量從低到高依次編號(hào)為A、B、C、D合金）。試驗(yàn)合金在保護(hù)氣氛下被熔煉并鑄錠，從鑄錠上切割下來(lái)的試樣在500℃固溶處理6h并淬入70℃熱水中，隨后在225℃油浴中進(jìn)行時(shí)效處理。對(duì)試樣進(jìn)行維氏硬度、拉伸強(qiáng)度、顯微組織等各種檢測(cè)，得到以下結(jié)果。

（1）A合金的主要組織為α-Mg和Mg12Nd相。當(dāng)Y加入后，合金中形成Mg24Y5相，隨著Y含量增加該相也增加，且晶粒更為細(xì)化。

（2）Y的加入可以改進(jìn)該種合金在鑄態(tài)下的力學(xué)性能，D合金具有最高的力學(xué)性能，抗拉強(qiáng)度為213MPa，屈服強(qiáng)度為170MPa，伸長(zhǎng)率為4.8%。對(duì)強(qiáng)度的主要貢獻(xiàn)來(lái)自第二相的強(qiáng)化作用。

（3）Y的加入可以改進(jìn)該合金在峰值時(shí)效狀態(tài)下的力學(xué)性能，D合金顯示了最高屈服強(qiáng)度280MPa，對(duì)D合金屈服強(qiáng)度的主要貢獻(xiàn)來(lái)自沉淀強(qiáng)化。C合金顯示了最佳力學(xué)性能，抗拉強(qiáng)度為330MPa，屈服強(qiáng)度為265MPa，伸長(zhǎng)率為6.5%。

（4）C合金高的力學(xué)性能主要來(lái)自于基體中高體積百分比的細(xì)小亞穩(wěn)態(tài)β″沉淀相。

刊名：Materials Science and Technology（英）

刊期：2013年第2期

作者：Z.J.Su et al

編譯：張英才