Mg-Al-La耐熱鎂合金的微觀組織和力學性能研究.pdf

1、當今世界，由于能源短缺以及“節(jié)能減排”逐漸受到各國重視，發(fā)展鎂合金已經(jīng)成為工業(yè)發(fā)展中很重要的一部分。鎂合金不但是最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，而且又具有比重低、比強度高、良好的力學性能、加工性能以及在地球中具有豐富的儲量等優(yōu)點。因此，在當今社會開發(fā)鎂合金在工業(yè)生產(chǎn)中的應用具有重大意義。鎂合金廣泛應用于航空、航天、3C電子產(chǎn)品尤其是在汽車領域的應用更為重要。本文通過研究單一稀土元素和不同加工工藝對鎂合金微觀結(jié)構(gòu)及力學性能的影響，最終開發(fā)出新型低成本

2、的汽車應用鎂合金。
　　本實驗分別通過金屬型鑄造和高壓壓鑄兩種工藝制備了 AlLa42（Mg-4Al-2La）和AlLa45（Mg-4Al-5La）兩種合金，通過對合金的微觀組織、合金強化相的研究：分析合金在高溫時的力學性能和組織穩(wěn)定性；分析不同加工工藝對合金微觀結(jié)構(gòu)和力學性能的影響；分析單一稀土元素對合金微觀結(jié)構(gòu)和力學性能的影響；分析合金在長時間高溫熱處理下微觀結(jié)構(gòu)及第二相形態(tài)的變化。實驗結(jié)果表明：同等加工工藝和稀土含量下，添加

3、單一稀土元素La比添加富Ce混合稀土具有更好的力學性能；同等加工工藝下，AlLa45合金比 AlLa42合金具有更為優(yōu)異的力學性能；同稀土含量下，高壓壓鑄合金比金屬型鑄造合金的力學性能更為顯著。這是因為，高壓壓鑄加工工藝冷卻速率較快，晶粒尺寸比較細小，更有效的阻礙位錯運動，因此高壓壓鑄合金比金屬型鑄造具有更高的強度。稀土含量較高時，形成的第二相數(shù)量較多，因此阻礙位錯運動的效果更明顯，使合金具有更高的強度。合金在熱處理（200℃和400℃

4、）之后，第二相形態(tài)逐漸發(fā)生改變，隨著熱處理時間的延長不斷由針狀/層片狀相向塊狀相轉(zhuǎn)變。根據(jù)X-射線衍射分析和能譜分析結(jié)果得到，熱處理前后的針狀/層片狀相和塊狀相，都是由Al元素和La元素組成，且比例都大致接近11：3。因此，熱處理前后，合金中都只是發(fā)生了第二相形態(tài)的改變，其元素組成并沒有改變。
　　通過添加單一稀土元素La代替富Ce混合稀土，分析其在長時間高溫熱處理下微觀結(jié)構(gòu)及第二相形態(tài)的變化。從而研制出新型的AlLa45高溫耐熱