熔体过热处理对Mg-5Si合金组织与性能的影响

采用质量分数为99.9%的纯镁锭和99.9%的粒度为45μm的硅粉,制备了质量分数为5%的Mg-5Si合金,研究了熔体过热温度和保温时间对Mg-5Si合金铸态组织和力学性能的影响。研究实现了Mg2Si相尺寸由处理前的27μm减小到20μm,此时初生Mg2Si相的平均尺寸最小,分布趋于均匀,形貌逐渐向树枝状转变,甚至溶解为较为圆整的颗粒,且共晶Mg2Si相层片间距较小,并采用抗拉强度、屈服强度和伸长率表征其力学性能。研究结果表明:熔体过热温度为770℃、保温时间为30min时,合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为152MPa、84MPa和6.5%,合金的力学性能得到明显改善。

Ce对Mg-14Al-5Si合金组织及性能的影响

针对耐热镁合金需求,以Mg-14Al-5Si合金为研究对象,向合金中加入Ce元素细化合金显微组织,从而提高合金力学性能。利用OM、SEM以及EDS对合金的显微组织及合金的成分进行观察分析,利用硬度计和万能电子试验机检测合金的布氏硬度及伸长率、抗拉强度、屈服强度。结果表明:Ce添加量为1.5%时,合金显微组织细化效果最佳,Mg2Si相平均尺寸由改性前的45.87μm变为6.07μm,粗大连续网格状的共晶β-Mg17Al12相也得到细化,甚至部分变为孤岛状分布。此时合金力学性能达到最佳,硬度为145 HB,抗拉强度为149 MPa,屈服强度为92 MPa,伸长率为3.91%。同时在Ce添加量为2%的合金中发现白色杆状的CeSi2化合物。

Y对Mg-14Al-5Si合金性能的影响

使用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散光谱仪(EDS)、光学显微镜(OM)及X射线衍射仪(XRD)等手段分析了Mg-14Al-5Si合金的组织和成分,用布洛维硬度计和电子万能试验机测试了这种合金的力学性能,研究了在Mg-14Al-5Si合金中添加不同量的Y元素对其组织和力学性能的影响。结果表明:在Mg-14Al-5Si合金中分别添加0.5%、0.8%、1.0%和1.5%(质量分数,下同)的Y元素,使合金中的Mg_(2)Si相由粗大的树枝状变为多边形和圆形,共晶β-Mg_(17)Al_(12)相由粗大的连续网格状变为细小的网格状和孤岛状。Y的添加量为1.0%时改性效果最佳,Mg_(2)Si相的平均尺寸由42.21µm减小到8.15µm,此时合金的力学性能最佳,硬度为135 HB,抗拉强度为147 MPa,屈服强度为76 MPa,伸长率为5.04%。在Y的添加量为1.5%的合金中发现白色块状的Mg-Si-Y化合物。Y元素能促进Mg_(2)Si相形核、抑制其各向异性生长,并在β-Mg_(17)Al_(12)相的生长前沿偏析形成过冷结构,抑制其生长。