氧化镧制备含镧变形镁合金的组织性能研究

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论文进行了添加稀土氧化镧原矿制备含镧AZ31变形镁合金的研究。采用添加氧化镧原矿的方法制备了镧含量在0-2.0wt.%之间的AZ31变形镁合金,并与采用Mg-La中间合金制得的合金就组织和性能进行了对比。研究发现,添加氧化镧原矿同样可以制得含镧AZ31变形镁合金,并且在相同的镧含量下,其组织和性能与采用Mg-La中间合金制得的合金相近。在熔炼时,将La2O3原矿粉末与精炼剂混合后加入到镁溶液中,一边添加一边搅拌,不但能保护熔体、精炼除渣,还能使La2O3与镁溶液的反应更加彻底。通过正交试验,发现搅拌时间对La回收率的影响最为显著,La2O3的添加量次之,熔炼温度影响最小。确定了获得高La回收率的最优方案:La2O3添加量80g、搅拌时间60min、熔炼温度710℃添加La203原矿粉末制备的AZ31-La合金在La含量相同时,其晶粒尺寸与添加Mg-La中间合金制得合金的尺寸相近,在La含量为0.95wt.%时,合金的晶粒尺寸达到最细小的10.3μm。添加La2O3原矿粉末制得的AZ31-xLa合金的拉伸性能与相同La含量下添加Mg-La中间合金制得合金的拉伸性能相近,当La含量为0.94wt.%时,合金的抗拉强度最高,为216MPa,相比不含La的AZ31合金提高了56%。添加La2O3原矿粉末制得合金的单道次最大轧制率和多道次最大总轧制率与添加Mg-La中间合金制得的合金相近,当La含量为0.95wt.%时,合金的轧制性能最佳,合金的单道次最大轧制率为41.1%,多道次最大总轧制率为81.9%。添加La2O3原矿粉末制得的AZ31-xLa变形镁合金镁屑的起燃点与采用Mg-La中间合金制备合金的燃点相近,在La含量为0.61wt.%时达到最高的571.8℃。同时,450℃下合金的氧化膜与添加Mg-La中间合金制备的AZ31-xLa合金的氧化膜一样致密,抗氧化性能相近。通过添加La2O3原矿粉末的方法完全可以代替添加Mg-La中间合金制得性能良好的AZ31-xLa变形镁合金,并且省略了中间合金的制备过程,节约了成本,为稀土变形镁合金的开发提供了新的道路,对工业生产有重要的经济意义。
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