论文部分内容阅读
镁合金是目前最轻的结构材料之一,具有比强度和比刚度高、环境友好性强、电磁屏蔽性好、易于加工、铸造性能好等优点,被广泛应用于航空航天、交通工具及电子产品等领域。Mg-Al系镁合金是目前最常用的铸造镁合金,但其耐腐蚀性能和力学性能较低,这大大限制了它的使用范围。本文以ZM5镁合金为研究对象,通过光学金相、X射线衍射、扫描电镜、能谱、显微硬度、常温拉伸、失重腐蚀、极化曲线等分析测试手段,研究了Er和Sr对ZM5镁合金微观组织、常温力学性能及耐腐蚀性能的影响,并探讨了Er和Sr在ZM5镁合金中的作用机理。本文研究结果表明Er可以有效提高ZM5镁合金的耐腐蚀性能,但使合金的抗拉强度和塑性有所下降;Sr可以明显细化ZM5-3%Ca镁合金晶粒,提高合金的强度;Sr可显著提高ZM5-0.6%Er镁合金的抗拉强度和伸长率,虽然合金的耐腐蚀性能稍有下降,但合金的综合性能得到提高。0.2%-0.6%的稀土Er可以明显细化ZM5镁合金的第二相组织,其形貌由连续粗大的树枝状分布转变为弥散均匀的点状分布;初生α-Mg相随着Er含量的提高逐渐变得粗大,一次枝晶长度增加,其形貌也逐渐由等轴晶转变为粗大的树枝晶。随着Er添加量的提高,合金的室温抗拉强度和伸长率先下降后升高;当Er的添加量为0.4%时,合金的室温抗拉强度和伸长率最低。随着Er的添加量的增加,合金的腐蚀速率逐渐降低,腐蚀电流密度下降,耐腐蚀性能逐渐提高;当Er的添加量为0.6%时,合金的腐蚀速率最低,仅为常规ZM5镁合金的25%。在0.05%-0.15%范围内,随着Sr的添加量的提高,ZM5-3%Ca镁合金的晶粒尺寸也逐渐减小;当Sr的添加量为0.15%时,合金的平均晶粒尺寸仅为ZM5-3%Ca镁合金的34%。随着Sr添加量的增加,ZM5-3%Ca镁合金的抗拉强度和屈服强度逐渐上升;Sr的添加量为0.15%时,合金的抗拉强度和屈服强度分别比未加Sr时提升了11.5%和9.6%。0.05%-0.15%的Sr可以明显细化ZM5-0.6%Er镁合金的初生α-Mg相,但使第二相尺寸有增大的趋势。随着Sr添加量的增加,合金的抗拉强度和伸长率得到明显改善;当Sr的添加量为0.15%,合金的抗拉强度和伸长率分别比ZM5-0.6%Er提高了17.1%和73.3%。随着Sr添加量的增加,合金的腐蚀速率逐渐升高,腐蚀电流增大,耐腐蚀性能逐渐下降;当Sr的添加量为0.15%时,合金的耐腐蚀性能最差,腐蚀速率为ZM5-0.6%Er镁合金的2倍,但仅为ZM5镁合金的的50%。