Ce添加对Mg–Ca挤压合金力学性能与热稳定性影响研究

作者：李景仁; 谢东升; 张栋栋; 谢红波; 潘虎成^*; 任玉平; 秦高梧

来源：精密成形工程, 2023, 15(02): 1-10.

• 变形镁合金
• 微合金化
• 力学性能
• 位错
• 热稳定性

目的 研究在Mg–0.2Ca挤压合金基础上分别添加质量分数为0.3%的Ce和0.6%的Ca后对合金的组织、力学性能和热稳定性的影响，探究Ce和Ca 2种合金元素对镁合金的强化和中高温条件下的稳定化效果。方法 首先，熔炼制备Mg–0.2Ca、Mg–0.2Ca–0.3Ce和Mg–0.8Ca 3种成分的合金；随后，对3种合金进行挤压变形，并对挤压合金组织和力学性能进行表征和测试；最后，在300℃下对3种合金进行等温退火，研究其组织演变过程和力学性能的衰减情况。结果 在Mg–0.2Ca合金基础上添加质量分数为0.3%的Ce可将挤压态合金再结晶分数由约92%降至约53%，再结晶晶粒尺寸由约1.64μm细化至约0.86μm,Mg–0.2Ca–0.3Ce三元合金的屈服强度可大幅提升至约364 MPa，该屈服强度与Mg–0.8Ca合金相当（约361 MPa），表明单位质量Ce的添加对强度提升的效果优于Ca。退火3 h后，Mg–0.2Ca–0.3Ce三元合金屈服强度的下降幅度约为124 MPa，显著低于Mg–Ca二元合金（约170 MPa）。以Mg–0.2Ca–0.3Ce合金为例进行静态再结晶组织演化分析表明，静态再结晶过程产生了稀土织构，其再结晶机制为不连续静态再结晶。结论 在Mg–0.2Ca挤压合金中添加质量分数为0.3%的Ce后，屈服强度由约307 MPa提升至约364 MPa，其强度与继续添加质量分数0.6%的Ca合金相当，Mg–Ca–Ce三元合金热稳定性优于Mg–Ca二元合金。

• 单位
  东北大学