Nd含量对铸锻加工AZ91D镁合金微观组织和力学性能的影响

发布时间：2021-07-09 20:51

　　主要研究了Nd元素含量对铸锻加工的AZ91D镁合金的微观组织和力学性能的影响规律。采用控制变量法分别制备了Nd元素含量为0%,0. 2%,0. 5%和0. 8%的4种试样。通过显微观察发现Nd元素的加入可以细化AZ91D镁合金的晶粒结构,其最佳细化效果出现在Nd元素含量为0. 5%时。此外,随着Nd元素的加入,在原合金中广泛存在的β-Mg₁₇-Al₁₂相逐渐减少,并出现Al₃Nd等新的第2相组织。通过试样的拉伸试验发现,Nd元素的加入可以提高试样的抗拉强度和屈服强度,并在Nd含量达到0. 5%时强化效果最佳,但其对试样伸长率的影响不明显。此外,由于材料微观结构的改变,试样的宏观拉伸断口特征呈现出由脆性断裂向韧性断裂的改变。 

【文章来源】：锻压技术. 2020,45(06)北大核心CSCD

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

铸锻加工的工艺流程

图2为加入不同Nd含量的镁合金试样的电镜照片，从图2可以清楚地看到，AZ91D-x Nd镁合金的微观成分主要由黑色的α-Mg基体和白色的第2相构成，根据相关文献[4]和文献[7]可知，此时的第2相主要为β-Mg17-Al12相和Al3Nd相。从图2可以看出，随着AZ91D-x Nd镁合金中Nd元素含量的增加，试样的第2相会出现细化现象。当Nd含量为0时，金相组织主要以连续分布的白色第2相为主，且第2相组织较为粗大;当Nd含量为0.2%时，第2相逐渐细化，并呈弥散状分布;当元素Nd在镁合金中的含量达到0.5%时，第2相组织进一步细化，并由连续絮状分布转变为不连续的点状分布;当Nd含量为0.8%时，细化过程结束，试样发生了再结晶，第2相成分再次增加，但与未添加Nd元素的试样相比，其第2相组织仍然发生了明显的细化。从图2可知，在AZ91D镁合金中加入Nd元素可以起到一定的细化晶粒的作用，在加入适当质量分数的Nd元素后，镁合金基体中原先粗大、连续分布的白色β-Mg17Al12相等第2相成分发生了明显的细化，并演变为点状和细枝状分布，当在铸造过程中添加的Nd元素的含量为0.5%时，对促进晶粒和第2相成分的细化效果最明显。

为了进一步研究当Nd含量为0.5%时试样各组分的分布情况，采用X射线衍射仪对试样进行研究。图4为采用X射线衍射法获得的镁合金试样中Nd元素含量为0.5%时的XRD图谱。由图4可知，此时镁合金主要由α-Mg基体、β-Mg17-Al12相和Al3Nd相组成，其中α-Mg基体在XRD图谱中的衍射峰最强，β-Mg17-Al12相次之，Al3Nd相的衍射强度最弱。3 元素Nd对镁合金试样力学性能的影响

【参考文献】：
期刊论文
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[4]充型速度对铸锻复合工艺成形AZ80Ce镁合金汽车制件性能的影响[J]. 刘学明,台晓虹,王旭荣.  热加工工艺. 2018(11)
[5]锻造压力对铸锻复合成形汽车爪极性能的影响[J]. 袁苗达.  热加工工艺. 2018(03)
[6]循环交叉轧制对ZK60镁合金组织和性能的影响[J]. 吴泽丽,梁益龙,孙皓,秦少杰,张世伟.  稀有金属. 2018(09)
[7]铸锻联合成形工艺晶粒分布预测协同仿真技术[J]. 王伟,马瑞,赵军,翟瑞雪.  材料导报. 2017(02)
[8]轧制方向对喷射沉积含Nd镁合金第二相及织构影响[J]. 刘飞,李振亮,李欣,孙昊.  稀有金属. 2018(05)
[9]稀土元素对镁合金力学性能影响的研究进展[J]. 张丁非,谌夏,潘复生,蒋璐瑶,胡光山,余大亮.  功能材料. 2014(05)
[10]稀土Ce和Y对AZ80镁合金组织和力学性能的影响[J]. 王军,朱秀荣,徐永东,王荣,聂景江,张立君.  中国有色金属学报. 2014(01)



本文编号：3274476