论文部分内容阅读
本文以AZ91D镁合金为实验基础，通过加入不同含量的稀土元素Y并改善合金冶炼工艺，制备出实验所需综合性能较好的含稀土元素Y的AZ91D镁合金材料。并通过对稀土镁合金高温热处理改善合金组织细化晶粒，制备出新型高性能稀土镁合金。 通过观察实验镁合金的显微组织并对合金材料进行力学性能、高温氧化、差热差重、热压缩等实验，结合 SEM、XRD等分析方法对稀土镁合金实验材料进行相组成和微观分析，从而研究稀土元素Y对AZ91D镁合金组织性能的影响。实验发现：AZ91D镁合金由α-Mg基体和β-Mg17Al12相组成，向合金中加入稀土元素Y后，形成稀土化合物 Al2Y。随着稀土 Y含量增加晶粒尺寸先减小后增加，晶粒尺寸最小可降低至46.15μm，晶粒细化程度为28.75%。稀土元素的加入可以提高镁合金材料的室温、高温力学性能，这与β-Mg17Al12相数量的减少、晶粒的细化和稀土化合物Al2Y的形成有关。实验结果表明当稀土含量为1.2%的AZ91D镁合金综合力学性能最好，此时稀土镁合金硬度为99.7HV，室温下的抗拉强度和伸长率分别为299MPa和9.5%，200℃高温下的抗拉强度和伸长率分别为161.75MPa和5.8%。 稀土元素Y的添加可以提高AZ91D镁合金材料的高温抗氧化性能。稀土镁合金氧化氧化膜主要由MgO、Mg0.97Zn0.03和少量的Y2O3组成，镁合金高温氧化过程中稀土氧化物形成氧化膜对合金材料有保护作用，随着稀土元素Y含量的增加，镁合金燃点也随之增高氧化增重减小。经实验证明稀土Y含量为1.2%的AZ91D镁合金起燃温度提高幅度最大，氧化增重降低程度最大。 稀土含量和压缩速率对镁合金材料再结晶有一定影响，试验分3道次进行压缩，压缩温度分别为380℃、340℃和300℃。热压缩再结晶晶粒尺寸随稀土含量增加而减小，且随着稀土含量增加合金强度提高，合金应力峰值随之提高。