工艺与合金元素对镁锶系合金微观组织的影响

chinarjg

      近年来，由于Mg-RE系合金具有优异的耐热、耐蚀及良好的力学性能，因而得到广泛的关注。迄今为止，Mg-RE系合金优异的耐热性在耐热镁合金中位居前列。金属锶是一种能有效提高镁合金高温性能合金元素，Sr的加入会在镁合金中形成熔点很高的中间相，在高温下这些相能够有效阻止晶界运动。稀土钇具有很好的化学活性，它可降低Mg的表面张力和界面张力，改善熔体的润湿性。金属锌是镁合金中广泛应用的合金化元素，Zn在Mg中的固溶度较大，可使合金产生固溶强化和时效强化。因此，开发耐热Mg-Sr合金是目前解决镁合金耐热的有效途径之一。本文以Mg-Sr合金为基础，采用“熔-浸”热还原法，通过调整工艺及添加稀土钇和金属锌来改善Mg-Sr合金的显微组织，着重研究了工艺及合金元素对镁锶系合金微观组织的影响。
     所用材料为工业镁锭(Mg≥99.8%，质量分数，下同)；碳酸锶粉(SrCO3≥99.9%)；纯钇粉(Y≥99.99%，粒径150μm)；锌粒(Zn≥99.9%)；保护气氛为SF6和N2。通过DSC分析确定了碳酸锶的分解温度。将碳酸锶加热到1200℃保温2～3h，碳酸锶分解为氧化锶和二氧化碳。利用氧化锶和工业纯镁，结合“熔-浸”还原技术制备了Mg-Sr、Mg-Sr-Y、Mg-Sr-Zn和Mg-Sr-Zn-Y镁锶系列合金。气体保护下，在坩埚中熔炼镁合金，在700～730℃内进行浇铸，冷却后即得到要制备的合金。
      在低温下加入SrO所得镁锶合金的组织优于高温下加入SrO的合金组织。随着冷却速度的增大，Mg-Sr合金中枝晶数量增多，组织得到明显细化；随着锶含量的增加，Mg-Sr合金中共晶组织增多；稀土Y明显净化了晶界、细化了枝晶，粗大长条状的Mg17Sr2相变成了短条和颗粒，在枝晶内和枝晶间形成了颗粒状Mg24Y5相。含有Zn的镁锶合金中，Mg17Sr2相呈块状分布于晶界处，还形成了Mg12YZn三元相呈整体块状分布在晶界处；复合添加Zn、Y的细化和净化效果优于单独添加Zn

makaay1979

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