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镁合金具有高的比强度和比刚度、良好的阻尼性和切削加工性等优点,因此越来越受到人们的关注,但是一般的镁合金机械性能不高,限制了它的发展。Mn在镁合金中能够除去Fe等杂质元素,并且还有一定的晶粒细化作用,对提高镁合金的性能有一定帮助,在此基础上向合金中添加一定量的复合稀土,能有效提高镁合金的力学性能。 本实验的主要目的是研究不同含量的Mn和复合稀土添加对不同处理状态下的AZ102镁合金的组织和性能的影响,从而为高强度镁合金的研制提供一定的理论依据。实验中主要使用的设备有金相显微镜、XRD分析设备以及扫描电镜,通过使用这些设备对AZ102镁合金的显微组织和相组成进行分析,揭示其性能变化机理。一下几点是我们本次实验所得到的结论: (1)实验中添加的Mn在镁合金中会和Al形成Al-Mn相,呈颗粒状,弥散分布在晶界处,对合金的组织和力学性能造成一定影响。研究表明:单独添加Mn元素,使合金晶粒明显细化,并且网状的β相也逐渐断裂趋于颗粒状。当Mn含量为0.4wt.%时,合金的综合性能最佳,抗拉强度为224.25MPa,伸长率为2.95%,硬度为HB69.5。 (2)适量的稀土(Ce-La)添加到镁合金中,细化了镁合金的晶粒,还形成了细小的Al4RE相,但随着RE含量的增加,细小的Al4RE相逐渐变为针状,同时Al-Mn相的尺寸增大数量减少,从而使合金的性能降低,因此在镁合金中稀土含量不宜过高。研究结果显示,镁合金中稀土含量为0.5wt.%时性能最好,抗拉强度为249.6MPa,伸长率为5.65%,硬度为HB71。 (3)在对镁合金进行热处理时,由于合金中形成的Al-Mn相和Al4RE化合物熔点较高,不会发生变化,T4处理之后的镁合金与铸态相比,伸长率大幅度提高,在合金中伸长率最高达到14.2%;T5处理之后合金的性能有一定的提高,但提高的幅度并不是很大;T6处理后的镁合金,抗拉强度和硬度都有较大提高,最大抗拉强度能达到337.35MPa,硬度最高能达到HB106。 (4)挤压变形后的镁合金晶粒明显细化,合金的力学性能大幅度提高,其中Mn含量为0.2wt.%,复合稀土含量为0.2wt.%的镁合金挤压后性能最好,抗拉强度达到386.1MPa,伸长率达到5%,硬度达到HB96.87。