鎂合金是目前工業(yè)應(yīng)用中最輕的結(jié)構(gòu)材料，具有高的比強(qiáng)度、比剛度，良好的減震性、電磁屏蔽性能、切削加工性能、尺寸穩(wěn)定性能以及容易回收等一系列優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)在航空、航天、汽車工業(yè)以及電子產(chǎn)品等領(lǐng)域的應(yīng)用迅速增長(zhǎng)，被譽(yù)為“21世紀(jì)綠色工程材料”。但傳統(tǒng)鎂合金存在著耐熱差、高溫強(qiáng)度低和耐蝕性能差等缺點(diǎn)，限制著它的應(yīng)用。稀土元素由于具有獨(dú)特的核外電子排布，表現(xiàn)出獨(dú)特的性質(zhì)，在冶金過(guò)程中可凈化合金熔體、改善合金組織、提高合金室溫及高溫力學(xué)性能和增強(qiáng)合金耐腐蝕性。WE43合金在保證性能的前提下其使用溫度可達(dá)250℃，并具有優(yōu)異的耐蝕性，但在其鑄造過(guò)程中，熔融狀態(tài)易氧化而產(chǎn)生線缺陷，導(dǎo)致鑄造工藝更加苛刻而增加成本。目前 研究 較多的高稀土含量Mg-Gd-Y系列合金具有比WE系列合金更優(yōu)異的性能，如Mg-9.3Gd-4.8Y-0.6Mn合金在350℃時(shí)還具有160MPa的高溫拉伸強(qiáng)度。但純釔的價(jià)格高、熔點(diǎn)高，與氫親和力強(qiáng)，很難與鎂化合，另外合金密度和成本隨Gd和Y含量升高而增加。因此，為了獲得良好的力學(xué)性能并控制合金成本，應(yīng)盡量控制Gd等貴稀土元素的含量。本文以低稀土含量的Mg-2Nd-Gd-0.4Zn-0.5Zr鎂合金為 研究 對(duì)象，采用擠壓鑄造法制備鎂合金，對(duì)T6處理前后鎂合金的顯微組織和力學(xué)性能進(jìn)行了 研究 ，并與砂型鑄造鎂合金進(jìn)行對(duì)比。
選用的稀土鎂合金為Mg-2Nd-Gd-0.4Zn-0.5Zr，合金的熔煉在100kg的電阻爐中進(jìn)行，熔煉過(guò)程采用SF6＋CO2氣體保護(hù)熔煉方案和旋轉(zhuǎn)噴吹A(chǔ)r氣凈化處理。分別通過(guò)擠壓鑄造和覆膜砂砂型鑄造兩種工藝制備，擠壓鑄造工藝參數(shù)：模具溫度為200～250℃、熔體澆鑄溫度720～740℃、凝固比壓約160MPa、保壓時(shí)間40s、澆鑄時(shí)間15～30s。對(duì)兩種鑄造鎂合金采用T6熱處理，在箱式電阻爐和恒溫烘箱中進(jìn)行，熱處理工藝為：520℃×8h+200℃×16h。拉伸試驗(yàn)依照GB/T228-2002在Instron5569型電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行；金相組織觀察在MEF-3型金相顯微鏡上進(jìn)行。
擠壓鑄造能有效改善低稀土含量鎂合金的組織結(jié)構(gòu)，晶粒顯著細(xì)化，熱處理后鎂合金的抗拉強(qiáng)度要比砂型鑄造鎂合金的高13%。低稀土含量Mg-Nd-Gd-Zn-Zr擠壓鑄造鎂合金具有較好的固溶強(qiáng)化和時(shí)效強(qiáng)化效果，通過(guò)熱處理能顯著提高鎂合金的抗拉強(qiáng)度，約27.5%。
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