稀土Pr對AZ91D鎂合金耐磨板組織和性能的影響

  隨著我國汽車工業(yè)迅速發(fā)展以及汽車和通訊器材向輕量化、美觀化的發(fā)展,鎂合金耐磨板的應用越來越廣泛。然而傳統(tǒng)鎂合金耐磨板,其力學性能普遍較低,合金的性能在很大程度上還不能滿足汽車傳動部件的性能要求,這在很大程度上限制了鎂合金耐磨板在汽車領域的推廣應用。通過鎂的合金化可以有效提高其室溫和高溫力學性能,因此在鎂合金耐磨板中添加某些合金元素來改善合金的性能,并保持合金優(yōu)良的綜合性能和較低的成本,這是實現(xiàn)鎂合金耐磨板得以在汽車工業(yè)廣泛應用的有效途徑。

  實驗選用的材料是Pr質量分數分別為0.4%、0.8%和1.2%的AZ91D鎂合金耐磨板試樣。實驗合金采用SG2-8型電阻爐熔煉,坩堝為鍋爐鋼板焊接而成。在合金耐磨板的熔煉過程中采用(0.2wt%~0.5wt%)SF6(純度為99.97wt%)+Ar(高純氬)氣體保護,分配比例由氣體分配器控制。合金添加順序依次為:AZ91合金、純鎂、純Al、純Zn、Mg-Pr中間合金(加1wt%燒損)。完成熔煉后,降至690℃保溫15~20min,出爐手工澆注;然后在C630-MG專用鎂合金耐磨板壓鑄機進行壓鑄。

  當Pr含量為0.8wt%時,合金具有較為理想的微觀組織。隨著Pr含量的增加,當加入1.2%Pr時,合金耐磨板的鑄態(tài)組織反而較AZ91D-0.8%Pr的組織有粗化的趨勢。Pr元素在合金耐磨板中生成針狀AlPr金屬間化合物,并且隨著合金中Pr元素含量的提高,AlPr相形狀由針狀向桿狀轉變。當Pr元素含量為0.8wt%時,合金耐磨板具有較好的綜合力學性能,進一步提高Pr含量,則強度、硬度和塑性下降。