Sm对Mg-4Al-0.5Si-0.2Mn合金显微组织和力学性能的影响

作     者：刘峰 胡文鑫 杨正华 何伟 王玮 LIU Feng;HU Wen-xin;YANG Zheng-hua;HE Wei;WANG Wei

作者机构：白云鄂博稀土资源研究与综合利用全国重点实验室内蒙古包头014030 包头稀土研究院内蒙古包头014030 

出 版 物：《稀土》 (Chinese Rare Earths)

年 卷 期：2024年第45卷第5期

页      面：9-16,I0003页

学科分类：08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2021YFB3501001) 内蒙古自治区自然科学基金项目(2020MS05014) 

主　　题：Sm变质 Mg-4Al-0.5Si-0.2Mn合金 Mg_(2)Si 显微组织 力学性能 

摘      要：研究了Sm含量(0,0.2%,0.5%,0.9%,质量分数)对Mg-4Al-0.5Si-0.2Mn合金显微组织演变及室温力学性能的影响。通过透射电子显微镜(TEM)观察和Pandat热力学计算软件分析,阐释了Sm对合金组织中粗大汉字状Mg_(2)Si相的变质机制。研究结果表明,Mg-4Al-0.5Si-0.2Mn合金主要由ɑ-Mg、Mg_(2)Si和Mg_(17)Al_(12)相组成,添加0.2%和0.5%的Sm后,合金组织中汉字状Mg_(2)Si相的尺寸显著减小。当Sm含量增加至0.9%时,汉字状Mg_(2)Si相的形貌转变为棒状,尺寸进一步细化。此外,Sm的添加促使合金组织中形成了富Sm相。Sm变质Mg_(2)Si相的主要机制为:Sm原子在Mg_(2)Si晶体的固液界面前沿发生富集,形成成分过冷,有效抑制了汉字状Mg_(2)Si相的生长。Mg-4Al-0.5Si-0.2Mn-0.9Sm合金的室温抗拉强度、屈服强度和延伸率分别由未添加Sm前的173.8 MPa、106.8 MPa和3.5%提高到238.2 MPa、152.9 MPa和5.1%,这主要归因于Mg_(2)Si相形貌的改善和尺寸的细化。