MgY二元合金的制备与组织观察

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1、机械2006年第3期总第33卷工程材料应用49Mg-Y二元合金的制备与组织观察11,2董丽君吴安如1.湖南工程学院机械电子工程系湖南湘潭4111012.中南大学材料科学与工程学院湖南长沙410083摘要通过Mg-Y二元合金的熔铸工艺及特点制备了四种二元合金试样探讨其铸态金相试样的制备方法通过对Mg-Y二元合金的铸态组织的观测和研究发现了钇对镁的晶粒细化作用及其对合金相和组织的影响关键词镁合金钇熔铸显微组织中图分类号TH142文献标识码A文章编号10060316200603004903PreparationandmicrostructureonMg-Ybinary

2、magnesiumalloys11,2DONGLi-junWUAn-ru(1.Dept.ofElect.andMech.EngHunanInstituteofEngineeringXiangtan411101China2.SchoolofMaterialsScienceandEngineering,CentralSouthUniversityChangsha410083China)Abstract:Themelt-castingmethodandtechniqueofMg-Ybbinarymagnesiumalloyswereexperimentedinthep

3、resentwork.ThepreparationstudyoftheMg-Ybmetallographicsampleshasconductedandtheeffectofytterbiumtorefinemagnesiumcrystalgrainwasexposedthroughthemeasurementandinvestigations.Keywords:magnesiumalloysytterbium;melt-castmicrostructure镁合金与钢铁材料和铝合金相比存在着强度表1Mg-Y二元合金实验方案低塑性差耐腐蚀性差和耐高温性差等缺陷因合

4、金编号1234此开发高性能的镁合金材料一直是研究者和生产Y添加量wt%0.51.01.52.0者不断追求的目标镁稀土合金由于同时具有较高1.1.1原材料的室温和高温性能在航空和汽车领域有广阔的发本研究用的原材料选用工业纯镁含Mg99.9展前景目前很少有关于稀土元素钇对镁合金影wt%Mg-Y中间合金含Y30.2wt%湖南稀土响方面的研究本文对Mg-Y二元合金的制备与组新材料科研生产中心织观察进行了初步探讨1.1.2熔铸设备与工艺1试验过程实验采用RJX-10型电阻熔化炉进行合金的熔铸使用自制的不锈钢焊接坩埚内腔尺寸为90本轮实验的主要内容是在纯镁中添加不同含量21

5、0mm每炉配制0.5kg加入经200左右预的钇研究钇与镁形成合金的组织及性能变化特点热的原材料升温至400加入部分保护溶剂全和规律掌握镁合金的熔铸技术以及金相试样的制部熔化后换保护溶剂在720换精炼溶剂进行备方法具体的实验方案见表1精炼保温10min换聚渣溶剂清渣出炉迅速浇注用经200左右预热的金属型浇注数个201.1炉料配制100mm的试样用来进行铸态组织观察为顺利制备出合格的Mg-Y二元合金首先研1.1.3熔剂究了Mg-Y合金的制备工艺根据镁合金的熔炼特点实验设计采用了三种收稿日期20051017作者简介董丽君1970女工程师研究方向为有色金属材料50工程材

6、料应用机械2006年第3期总第33卷不同的熔剂经120~180烘干后使用分别用于当钇元素含量有0%~2.0变化时晶粒度有1000熔体保护精炼和聚渣的作用如表2所示ìm降低到100ìm当钇含量低于1.0时合金组表2镁合金熔剂织为单相钇元素几乎全部固溶在Mg中当钇元素达到和超过1.5时晶界处可形成Mg-Y共晶类型MgCl2KCl2CaF2CaCl2保护型50455组织精炼型40351510表3Mg-Y二元合金晶粒度的测量结果聚渣型151570合金编号(含钇量wt%)1(0.5)2(1.0)3(1.5)4(2.0)1.2金相试样的制备平均晶粒尺寸ìm423337155

7、98从浇注的20mm试棒上直接切取制作金相试样经3~4道水砂纸预磨后在抛光机上用绒布MgO粉抛光水冲洗后丙酮擦拭4硝酸6乙酸10水80乙醇试剂擦拭侵蚀后在金相显微镜下进行金相观察2组织观察及分析讨论2.1纯镁和Mg-Y中间合金的铸态组织为比较添加钇元素的Mg-Y二元合金组织实验中首先制备并观察了原材料纯镁和Mg-Y中间合aY=0.5bY=1.0cY=1.5dY=2.0金的金相组织如图1和图2所示图3Mg-Y二元合金的铸态晶粒组织从图1可以看出纯镁具有粗大的铸态组织其平均晶粒度大约为500~1500ìm晶界非常细薄2.3关于Mg-Y二元合金的熔铸几乎没有任何第二相

8、及夹杂物组织图2所示的实