论文部分内容阅读
本文以Mg-Al-Zn为基体,添加不同含量的Y和Ce元素,利用普通铸造法制备出具有优良电磁屏蔽效能的Mg-7Al-1 Zn-0.3Mn-0.9Y-0.6Ce新型镁合金。采用光学金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线测试仪(XRD)分析了所制备合金的微观组织,借助电导率仪、法兰同轴测试仪、布氏硬度仪、电子万能试验机等测试手段对所制备的合金进行电磁屏蔽性能和力学性能测试,研究了Y、Ce元素对合金微观组织、力学性能以及电磁屏蔽效能的影响,优化了合金的热处理工艺。合金中Y或Ce的添加量小于等于0.9wt%时,可显著改善合金的显微组织,第二相由较为粗大的枝晶网状逐渐变成弥散分布的块状和颗粒状,并有方块状的A12Y相、针状的Al4Ce相生成,对组织产生了明显的细化作用。但是当合金中Y或Ce的添加量超过0.9wt%时,会对合金组织产生粗化作用。复合添加Y和Ce对合金的显微组织及力学性能均有较大影响。在Al2Y、Al4Ce稀土相的析出强化、Y和Ce的细晶强化的共同作用,使合金的力学性能都得到显著提高,添加0.9wt%Y-0.6wt%Ce的铸态Mg-Al-Zn合金可得到较佳的力学性能,其抗拉强度达到218MPa,延伸率达到了10.5%,布氏硬度达到69.86HB。添加Y、Ce合金元素的合金可以获得良好的屏蔽效能,含0.9wt%Y、0.6wt%Ce时的合金其屏蔽效能为最佳,在测试频率(30-1500MHz)范围内、测试试样厚度为3mm时,最高屏蔽效能值在25MHz达到108.3dB,最低屏蔽效能值在1495MHz为87.13dB,满足军事领域60-120dB的要求。Y、Ce能够改善合金的电导率与电磁屏蔽性能主要依赖于合金中新形成的Al2Y、Al4Ce稀土相化合物,降低了A1在Mg基体中的固溶度,细化了合金组织,从而使合金的电导率与电磁屏蔽效能得到改善。添加过量的稀土元素的添加会使形成的化合物数量增多,晶粒尺寸减小,晶界增多；从而加大了对电子的散射作用,使合金的电导率下降,影响了电磁屏蔽效能。Mg-7Al-1Zn-0.3Mn-0.9Y-0.6Ce合金经固溶后,弥散分布的β-Mg17Al12相发生溶解。在时效时,β-Mg17Al12相又析出,当在200℃效温度时效时,连续的β-Mg17Al12析出相数量较150℃效温度时多；随着时间的延长,β-Mg17Al12析出相的数量增加,且连续析出相的比例增多,组织的这种变化使合金的抗拉强度、硬度值逐渐升高,但合金的延伸率有所降低；最终确定铸造合金最佳热处理工艺为固溶415℃×12h后在80℃温水淬火、时效200℃×12h,空冷。合金的抗拉强度提高到243MPa,布氏硬度达到75.2HB,延伸率为12.3%,达到了电控箱体材料的力学标准。