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镁合金材料的研究是当前人们关注的热点,特别是镁合金的强韧化问题。 本文以AZ61、AZ91镁合金为基体合金,分别向其中添加稀土元素Ce、Nd和Y,制备出不同稀土含量的铸态和挤压态(热挤压,挤压比为18)AZ61、AZ91稀土镁合金。通过拉伸实验及对镁合金进行显微组织观察,研究了稀土元素和热挤压工艺对其力学性能及显微组织的影响,并初步探讨了其强化机制,这为更好地提高镁合金的强韧性奠定了一定的基础。 研究结果表明:与基体镁合金的力学性能相比较,铸态AZ61、AZ91镁合金中加入稀土Nd、Ce后,其室温力学性能相差不大,但稀土镁合金的高温性能改善明显;稀土Nd、Ce的加入可以细化铸态AZ61、AZ91镁合金的晶粒,起到强韧化镁合金的作用;不同种类的稀土在AZ61、AZ91镁合金中的最佳含量不同,对于铸态AZ61、AZ91镁合金,Ce的最佳含量为1.5wt%,此时抗拉强度、屈服强度和延伸率均达到最高;Nd的最佳含量则为0.5wt%,此时AZ61镁合金的高温力学性能最佳;而对于挤压态AZ61镁合金,稀土Ce和Nd的最佳含量均为0.5wt%,此时其高温强度和延伸率达到最高值;挤压态AZ61镁合金中,稀土Y的最佳含量则为1.5wt%,此时高温抗拉强度达到最高值;稀土镁合金经过挤压后,其力学性能得到很大提高;室温下,AZ61+1.0wt%Nd挤压镁合金的抗拉强度可达292.6MPa,比相同成分铸态镁合金的提高了61.9%;高温下,AZ61+1.0%wtCe(150℃)合金的抗拉强度可达289.1MPa,比相同成分的铸态合金提高了76.4%。挤压态合金同铸态合金相比,不同温度下的强度均提高约100MPa。 分析认为,稀土的加入能够细化晶粒,净化晶界,从而起到强化的作用。挤压处理能够使组织均匀,细化晶粒,提高合金的强度和延伸率。