【摘 要】
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Mg-Al-RE(稀土)合金是为高温应用而开发的压铸镁合金家族之一,可在温度超过150°C的环境中服役,如工作温度达200°C的汽车动力传动系統。其中AE44稀土镁合金由于具有良好的强
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Mg-Al-RE(稀土)合金是为高温应用而开发的压铸镁合金家族之一,可在温度超过150°C的环境中服役,如工作温度达200°C的汽车动力传动系統。其中AE44稀土镁合金由于具有良好的强度和延展性组合而受到人们的广泛关注,近年来很多学者都做了大量研究。传统的AE44镁合金多用富铈(La Ce Pr Nd)混合稀土为原材料制备而来,这样不仅增加了材料成本,而且不利于稀土的可持续发展。本文的研究是通过使用廉价的镧铈中间合金制备不同镧铈含量的AE44稀土镁合金,比较镧铈含量对AE44镁合金铸态与挤压态的微观组织与力学性能的影响。本文采用Ar+SF6气体保护在坩埚炉中制备四种不同镧铈含量的AE44镁合金,利用Instron-5982万能试验机、X射线衍射仪(XRD)、电子背散射衍射技术(EBSD)等技术对不同镧铈含量的铸态AE44镁合金、挤压态AE44镁合金的显微组织、室温力学性能以及挤压态的高温性能等进行了研究分析。铸态AE44镁合金以α-Mg为基体,主要存在Al11RE3、Al10RE2Mn7、Al2Ce三种第二相;其中成分为1.5%La、2.5%Ce的AE44镁合金第二相分布较为均匀,同时存在较多细小晶粒的Al2Ce相及Al10RE2Mn7相,相比较而言,其他成分的AE44镁合金第二相形貌大多呈层簇状、雪花状、棒状且分布不均匀。拉伸实验结果表明成分为1.5%La、2.5%Ce的AE44镁合金力学性能最佳,抗拉强度、屈服强度、延伸率分别达到了220.43MPa、82.61MPa、12.9%。挤压态AE44镁合金组织相比铸态组织有了明显的细化,Ce含量较多的两种AE44镁合金(0.5%La、3.5%Ce,1.5%La、2.5%Ce)相比于La含量较多的两种AE44镁合金(2.5%La、1.5%Ce,3.5%La、0.5%Ce)具有更多的再结晶组织,但再结晶程度并不充分,存在大量分散的超细晶粒。其中成分为1.5%La、2.5%Ce的AE44镁合金性能最优,室温拉伸抗拉强度、屈服强度、延伸率分别达到了282.85 MPa、219.67 MPa、22.08%;高温拉伸抗拉强度、屈服强度、延伸率分别达到168.82MPa、140MPa、43.45%。室温和高温变形下合金的断裂机制均以韧性断裂为主。
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