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Ca對(duì)Mg-5.5Al-1.2Y鎂合金顯微組織和力學(xué)性能的影響
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司m.85978597.cn
更新時(shí)間：2015-11-05
在Mg-5.5Al-1.2Y合金的基礎(chǔ)上添加堿土元素Ca，研究了其對(duì)Mg-5.5Al-1.2Y合金顯微組織和力學(xué)性能的影響。
? ?鎂合金具有低密度、高比強(qiáng)度和比剛度、高的導(dǎo)電導(dǎo)熱性、優(yōu)良的阻尼減震性能和電磁屏蔽性能、良好的鑄造成形性能和切削加工性能，并且易于回收利用，因而在航空航天、汽車制造、3C等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景，并已成為非常重要的現(xiàn)代工業(yè)材料。但是，鎂合金的高溫強(qiáng)度和抗蠕變性較差，即耐熱性能較差，這是限制鎂合金廣泛應(yīng)用的一個(gè)重要原因。合金化是改善鎂合金耐熱性能最常用和最有效的方法之一，在所有的合金元素中，稀土是提高鎂合金耐熱性最有效的合金元素。但是稀土金屬的價(jià)格昂貴，導(dǎo)致稀土在鎂合金中的應(yīng)用受到限制，采用堿土元素Ca(鈣)替代或部分替代鎂合金中的稀土元素，不僅可降低成本，而且可保證性能。因此，加入堿土元素Ca(或與其他元素聯(lián)合加入)進(jìn)行合金化，改善現(xiàn)有鎂合金的耐熱性能，進(jìn)而開(kāi)發(fā)出含Ca的新型耐熱鎂合金，就成為一個(gè)重要的研究方向。鑒于此，本文在Mg-5.5Al-1.2Y合金的基礎(chǔ)上添加堿土元素Ca，研究了其對(duì)Mg-5.5Al-1.2Y合金顯微組織和力學(xué)性能的影響。
實(shí)驗(yàn)用原材料為鎂錠(純度為99.95wt%)、鋁錠(純度為99.98wt%)，元素Y、Ca以Mg-Y、Mg-Ca中間合金的形式加入，Ca的加入量分別為0%、0.3%、0.5%、0.8%、1.0%、1.2%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)。實(shí)驗(yàn)采用中頻感應(yīng)爐和高純剛玉(≥99.99%)坩堝熔煉合金，通入SF61%(體積分?jǐn)?shù))+CO2混合氣體進(jìn)行保護(hù)。當(dāng)合金液溫度達(dá)到720℃時(shí)，將其澆注到預(yù)熱250℃的金屬型模具(180mm×20mm×150mm)中。合金加工試樣用MgO粉覆蓋，在箱式爐中進(jìn)行固溶(415℃×15h)、時(shí)效(250℃×8h)處理。
在Mg-5.5Al-1.2Y合金中加入適量的Ca后，合金的顯微組織得到改善，β(Mg17Al12)相數(shù)量減少，合金內(nèi)形成彌散分布的高熔點(diǎn)Al4Ca相、Al2Ca相。Ca能明顯提高Mg-5.5Al-1.2Y合金室溫以及高溫拉伸力學(xué)性能，在本研究范圍內(nèi)，加入0.8%Ca，合金的室溫以及高溫抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率均達(dá)到最大值。Ca主要通過(guò)彌散強(qiáng)化和改善合金中第二相的形態(tài)和分布的方式來(lái)提高合金的室溫以及高溫拉伸性能。
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