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稀有金属2025年第09期:Mn含量对铸造Mg-10Gd-2Y-1Zn镁合金组织和力学性能的影响

来源:期刊VIP网 时间:


作者:刘力瑞;程仁菊;王海军;邓代亿;吴夏;朱海娥;

单位:重庆理工大学材料科学与工程学院;重庆市科学技术研究院;

摘要:本文采用铸造工艺通过在Mg-10Gd-2Y-1Zn镁合金中添加不同含量的Mn元素,研究了Mn元素对该铸造合金在铸态和时效态下的显微组织和力学性能的影响。结果表明,Mn元素的添加并未在合金中形成新相,但Mn的添加降低了合金固相中Gd和Y的溶质浓度从而促进第二相的析出,同时降低合金的晶粒尺寸和第二相尺寸,从而提高合金的力学性能和晶粒细化效果。具体来说,当Mn含量为0.6%时,合金的晶粒尺寸最小,与未添加Mn的晶粒尺寸对比细化了41.3%,且在时效态下合金的抗拉强度和屈服强度分别为(272±9) MPa和(171±5) MPa,比未添加Mn元素合金的时效态抗拉强度和屈服强度分别提高了20 MPa和28 MPa。但当Mn含量过多时,合金的力学性能提升和晶粒细化效果则会下降,这可能是因为过多的Mn元素会造成α-Mn聚集,从而导致第二相析出的尺寸增大、晶粒尺寸增加以及合金的力学性能下降。因此,合适的Mn含量能够有效提高合金的力学性能和晶粒细化效果,但过多的添加则会造成不利影响。本文研究结果为高强韧镁合金的进一步研究和应用提供了一定的理论基础。

关键词:镁合金;;Mn元素;;Mg-Gd-Y合金;;力学性能;;显微组织

基金资助:重庆市教育委员会科学技术研究项目(KJZD-K202201108,KJQN202101126);; 重庆市在渝院士牵头科技创新引导专项(CSTB2023YSZX-JCX0006)资助