含Sn稀土镁合金成分的正交设计研究

作者：王富琳; 李宇飞; 李泽华; 熊俊杰; 李笑; 常博文; 车昶; 徐时晶

来源：精密成形工程, 2023, 15(09): 37-46.

• 稀土镁合金
• 正交设计
• 合金成分优选
• 极差分析
• 力学性能

目的 为进一步扩大镁合金的应用范围，以ZM2为基础合金成分，引入Sn元素，设计一种性能优异且经济成本相对低廉的含Sn稀土镁合金。方法 采用正交试验设计方法，选取正交表L9，对Mg-Zn-Ce-Zr-Sn合金成分配比进行研究，综合考虑抗拉强度、延伸率、硬度3项指标，得出最优成分配比；对Sn元素的含量进行调控，对比分析合金组织及力学性能，验证当Sn元素的质量分数为0.2%～0.4%时，Mg-4.5Zn-1.2Ce-0.6Zr-x Sn合金的组织与性能是否最佳。结果 Mg-Ce-Zn-Zr-Sn合金的优选成分如下：Zn的质量分数为4.0%～4.5%、Ce的质量分数为1.2%～1.5%、Sn的质量分数为0.2%～0.4%。优选合金成分为Mg-(4.0～4.5) Zn-(1.2～1.5)Ce-0.6Zr-(0.2～0.4)Sn。极差分析及影响因素主次分析结果表明，新引入的Sn元素对合金的综合力学性能有着重要的影响。组织及力学性能分析结果表明，当Sn的质量分数为0.2%时，Mg-4.5Zn-1.2Ce-0.6Zr-x Sn合金具有最为优良的组织及力学性能，抗拉强度、延伸率、布氏硬度分别为212 MPa、4.5%、69.8HBW5/250。结论 优选方案的试验数据表明，利用正交试验设计得到的新型合金综合性能较好，满足ZM2合金的国家标准。

• 单位
  沈阳铸造研究所有限公司