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Ca對Mg-5.5Al-1.2Y鎂合金顯微組織和力學性能的影響
發布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn
更新時間：2015-11-05
在Mg-5.5Al-1.2Y合金的基礎上添加堿土元素Ca，研究了其對Mg-5.5Al-1.2Y合金顯微組織和力學性能的影響。
? ?鎂合金具有低密度、高比強度和比剛度、高的導電導熱性、優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等領域有著廣闊的應用前景，并已成為非常重要的現代工業材料。但是，鎂合金的高溫強度和抗蠕變性較差，即耐熱性能較差，這是限制鎂合金廣泛應用的一個重要原因。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。但是稀土金屬的價格昂貴，導致稀土在鎂合金中的應用受到限制，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(或與其他元素聯合加入)進行合金化，改善現有鎂合金的耐熱性能，進而開發出含Ca的新型耐熱鎂合金，就成為一個重要的研究方向。鑒于此，本文在Mg-5.5Al-1.2Y合金的基礎上添加堿土元素Ca，研究了其對Mg-5.5Al-1.2Y合金顯微組織和力學性能的影響。
實驗用原材料為鎂錠(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%(質量分數，下同)。實驗采用中頻感應爐和高純剛玉(≥99.99%)坩堝熔煉合金，通入SF61%(體積分數)+CO2混合氣體進行保護。當合金液溫度達到720℃時，將其澆注到預熱250℃的金屬型模具(180mm×20mm×150mm)中。合金加工試樣用MgO粉覆蓋，在箱式爐中進行固溶(415℃×15h)、時效(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)相數量減少，合金內形成彌散分布的高熔點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性能，在本研究范圍內，加入0.8%Ca，合金的室溫以及高溫抗拉強度和伸長率均達到最大值。Ca主要通過彌散強化和改善合金中第二相的形態和分布的方式來提高合金的室溫以及高溫拉伸性能。
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