鎂合金是一種最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料,具有高比強(qiáng)度、高比剛度,良好的電磁屏蔽和阻尼減震以及易回收利用等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車和電子通訊等領(lǐng)域[1~4]
但是,與傳統(tǒng)的鋼鐵材料和鋁合金相比鎂合金的絕對(duì)強(qiáng)度和耐腐蝕性能較低
2001年Kawamura等[5]采用快速凝固/粉末冶金工藝制備出一種新型的高強(qiáng)Mg97Y2Zn1(原子分?jǐn)?shù))合金,熱擠壓后其室溫屈服強(qiáng)度高于600 MPa,伸長(zhǎng)率達(dá)到5%
進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)[6],這種合金優(yōu)異的力學(xué)性能不僅與細(xì)小的α-Mg晶粒有關(guān),還與晶粒內(nèi)析出的長(zhǎng)周期堆垛有序(Long-period stacking ordered, LPSO)相有關(guān)
近年來(lái)的研究發(fā)現(xiàn),含LPSO相的鎂合金具有較高的綜合力學(xué)性能[7~14],受到極大的關(guān)注
2005年Kawamura等[13]用普通鑄造方法制備的含LPSO相Mg97Y2Cu1合金,熱擠壓后其力學(xué)性能較高
用普通鑄造方法制備的Mg100-3x Y2x Cu x (x=0.5,1,1.5和2)合金,其顯微組織均為α-Mg/18R-LPSO雙相組織結(jié)構(gòu),其中Mg95.5Y3Cu1.5合金的綜合力學(xué)性能最佳[14]
鎂合金中的Cu、Fe、Ni等雜質(zhì)元素使其耐腐蝕性能降低,因?yàn)檫@些元素的固溶度很小,容易在α-Mg晶界處富集而形成與基體電位差較大的第二相
這種第二相與鎂基體形成電偶腐蝕,使合金的耐蝕性顯著降低
Cu含量高達(dá)1.5%(原子分?jǐn)?shù))的Mg95.5Y3Cu1.5合金耐蝕性能不高,嚴(yán)重制約其實(shí)際應(yīng)用
Mn元素是鎂合金的常用合金化元素,能將Fe等雜質(zhì)元素轉(zhuǎn)化成對(duì)腐蝕影響較小的金屬間化合物,從而使合金的耐腐蝕性提高[15]
Zhang等[16]研究了Mn對(duì)Mg88Y4Zn2Li5合金耐蝕性的影響
結(jié)果表明,隨著Mn含量的提高合金的耐腐性能先提高后降低,Mn含量為1.0%(原子分?jǐn)?shù))的合金具有最高的耐腐蝕性能
Metalnikov等[17]研究了Mn對(duì)Mg-5Al(%,質(zhì)量分?jǐn)?shù))合金耐腐蝕性能的影響,也發(fā)現(xiàn)添加Mn能顯著提高合金的耐蝕性
添加Mn還能細(xì)化合金的晶粒[18,19],有利于提高其力學(xué)性能
Cho等[20]研究發(fā)現(xiàn),添加Mn能顯著細(xì)化Mg-4Zn-0.5Ca(%,質(zhì)量分?jǐn)?shù))合金的晶粒
隨著Mn含量的提高,合金的平均晶粒尺寸逐漸減小
Mn含量為0.8%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的合金其平均晶粒尺寸僅為46
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