稀土改性半固态成形铝镁合金高温力学性能及其机理研究

铝镁合金由于其重量轻、比强度和比模量高、散热性和切削加工性好等优点，在很多行业都得到了广泛的应用。但因其力学性能不够稳定，特别是高温力学性能差，且长期使用有自然变脆和应力腐蚀的倾向，故其应用又受到限制。本项目拟以新型轻金属结构材料铝镁合金作为研究对象，采用稀土改性与半固态成形技术相结合的方法，重点研究稀土对铝镁合金高温力学性能的影响规律；分析半固态制备工艺对稀土改性铝镁合金高温力学性能与微观组织的相关规律；探索重熔工艺对稀土改性铝镁合金高温力学性能与微观组织的特定规律，获得高温力学性能优良的稀土改性铝镁合金半固态材料；讨论稀土和铝镁合金元素在晶界区的偏聚性质，揭示稀土元素和半固态成形技术对铝镁合金高温力学性能的强化机理。本项目的研究成果在提高稀土铝镁合金的高温力学性能方面具有重要意义，并将在汽车、电子和航空航天等领域得到广泛的应用。

铝镁合金由于其重量轻、比强度和比模量高、散热性和切削加工性好等优点，在很多行业都得到了广泛的应用。但因其力学性能不够稳定，特别是高温力学性能差，且长期使用有自然变脆和应力腐蚀的倾向，故其应用又受到限制。本项目采用稀土改性与半固态成形技术相结合的方法，研究了稀土La、Ce和Pr对铝镁合金室温/高温力学性能的影响规律。.（1）研究了添加稀土元素(La、Ce和Pr等)及其不同含量的铝镁合金的力学性能和高温力学性能的变化规律，确立了稀土加入元素及其加入量对铝镁合金固液两相区间和高温力学性能的相互关系。La和Ce的含量均在1.5wt%左右时，合金的强化效果最好；当Pr元素的添加量为0.4wt%时，试验合金的室温和高温拉伸性能较佳。.（2）研究了斜板振动浇注流变铸造的工艺参数对稀土改性铝镁合金的高温力学性能与微观组织的影响，分析了稀土改性铝镁合金的半固态制备工艺参数对合金高温力学性能与微观组织的相关规律，从而确定了最优化的低过热度倾斜板振动浇注流变铸造的振动强度、斜坡长度、浇注温度和冷却速率等工艺参数。在680℃时、50v、40cm斜坡长度条件下可得到均匀、细小和圆整的近球状等轴晶组织。.（3）研究了半固态重熔工艺下，不同的工艺参数(如加热温度和保温时间)对半固态触变成形铝镁合金高温力学性能与微观组织的影响，进而在此基础上，确定了最优化的半固态坯料重熔加热温度和保温时间。.（4）分析了稀土和合金元素在晶界区的偏聚性质，同时研究了半固态成形技术对稀土铝镁合金高温力学性能的细晶和相变强化机理。α-Al相，会因微量Pr的溶入，形成固溶强化作用，有效阻碍晶内位错和滑移的进行，达到提高合金高温性能的目的。另外Pr的表面活性大，易于和别的元素相结合，净化了合金组织，降低了低熔点杂质和缺陷的产生，间接提高了合金的高温性能。.本项目的研究成果在提高稀土铝镁合金的高温力学性能方面具有重要意义，并将在汽车、电子和航空航天等领域得到广泛的应用。