WE43鎂合金棒零切 大廠精煉料探傷 WE43鎂合金圓棒
WE43是Mg-RE系合金，其中，W是元素Y的代號，E是稀土元素（rare earth elements），4代表Y元素的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，3代表后面稀土元素的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。
WE43一般成分為Mg-4%Y-3.3%RE(Nd,Gd)-0.5Zr%。
先廣泛用于臨床治療的金、銀、鉑等貴金屬，具有良好的穩(wěn)定性和加工性能，但因其價格較貴，廣泛應(yīng)用受到限制，現(xiàn)金在牙科、針灸、體內(nèi)植入及醫(yī)用生物傳感器等方面仍有廣泛應(yīng)用。鉭、鈮、鋯，具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性和抗生理腐蝕性，氧化物基本上不被吸收和不呈現(xiàn)毒性反應(yīng)，可以與其他金屬結(jié)合使用而不破壞其表面的氧化膜
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由于稀土元素特的物理和化學(xué)性質(zhì)，添加到鎂合金中，可以起到凈化雜質(zhì)、細(xì)化組織和合金化的綜合作用，中鋁鄭州輕研合金生產(chǎn)的WE43不僅能夠具有350MPa以上的室溫性能，高溫強(qiáng)度也能夠達(dá)到250MPa以上，同時在高低溫變化狀態(tài)下能夠維持強(qiáng)度320MPa和延伸率8%以上的力學(xué)性能，因此，該材料能夠適應(yīng)高、低溫復(fù)雜多變服役（作業(yè)）環(huán)境，具有廣泛的應(yīng)用前景。
E43稀土鎂合金是一種典型的高強(qiáng)度耐熱稀土鎂合金，由于其本身就具有較高的室溫強(qiáng)度與高溫強(qiáng)度，耐熱溫度可達(dá)到300 ℃，并且其熱處理之后的性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其他系列鎂合金。稀土元素能夠改善合金內(nèi)部的組織，提高合金的耐腐蝕性、耐熱性，使其力學(xué)性能得到提高。鎂合金中有穩(wěn)定的顆粒相且彌散分布存在。稀土元素能夠降低相界與晶界的擴(kuò)散滲透性，減緩(相界)凝聚作用，位錯運(yùn)動的有效障礙是第二相，提高鎂合金高溫性能是近年來科技工作者的重要研究方向。并且稀土元素能夠降低金屬表面氧化物的集中缺陷使其晶格參數(shù)得到改變[3-5]。另外Al和RE結(jié)合產(chǎn)生RE-Al化合物，可以加大合金的蠕變性能，使稀土鎂合金有較高的熔點。經(jīng)過加入少量稀土并進(jìn)行不同熱處理以求得到高強(qiáng)高韌鎂合金[6]。本文主要研究了WE43稀土鎂合金在不同熱處理工藝下的組織、力學(xué)性能變化規(guī)律，從而得出佳的熱處理工藝。
WE43稀土鎂合金在520 ℃×8 h固溶處理后，在230、250 ℃時效不同時間后的顯微組織。由圖3可以看出，230 ℃×8 h時效后晶粒內(nèi)部有少量的大小比較均勻的小點狀物質(zhì)，該物質(zhì)為時效過程中彌散析出的稀土第二相。在230 ℃×12 h時效后可以看到，新的彌散的第二相在不斷地析出，從晶粒內(nèi)部可以看到有少量由小點狀組成的細(xì)長直線第二相彌散析出。230 ℃×16 h和230 ℃×18 h時效后，彌散析出的第二相相對圖3(a，b)要多，有些甚至充滿整個晶粒，在腐蝕時可能由于第二相的增多導(dǎo)致耐腐蝕性下降，從而使得晶粒變黑。在250 ℃×8 h時效后，相對230 ℃×8 h時效后稀土第二相的數(shù)量有所增加，并且在晶粒內(nèi)部出現(xiàn)了更多彌散析出的稀土第二相，同時，晶粒也比230 ℃×8 h時效后的要大一些。在250 ℃保溫12 h后與保溫8 h時的析出相相差不太明顯，隨著時效時間的增加，時效16 h后，彌散相明顯的要比圖3(e，f)中的多，且有較多的細(xì)直線狀的彌散第二相。組織也比較均勻，晶粒的大小基本一致。而在250 ℃×18 h時效后，明顯的就是析出相越來越多且晶粒也在不斷的長大，由于第二相的不斷析出導(dǎo)致在腐蝕的時候出現(xiàn)了與圖3(c，d)相同的效果。所以綜上所述，在250 ℃×16 h時效后整體的效果比其他時效狀態(tài)下的要好。
WE43耐熱稀土鎂合金在250 ℃×18 h時效后，進(jìn)入了過時效階段。在時效初期，固溶體過飽和度較大，溶質(zhì)原子析出速度較快[11-12]。隨著沉淀相析出的數(shù)量增加，其間距減小，位錯的運(yùn)動要有足夠的能量才能從沉淀相的粒子上切過向前運(yùn)動，使得合金的硬度不斷地提高，從而合金的硬度迅速達(dá)到了峰值。但隨著時效時間的增加，沉淀相的粒子不斷地長大，其間距逐漸增大，而此時的位錯將以繞過沉淀相粒子的機(jī)制向前運(yùn)動，并在沉淀相的周圍留下位錯網(wǎng)，從而合金開始軟化導(dǎo)致合金硬度降低。綜上所述，WE43耐熱稀土鎂合金在250 ℃×16 h的時效后，可獲得佳的強(qiáng)化效果。
WE43稀土鎂合金在時效處理后，由于先前的520 ℃固溶處理8 h使得Y、Nd溶入鎂基體中形成鎂基固溶體，從而導(dǎo)致晶格發(fā)生畸變，位錯運(yùn)動的阻力增加，產(chǎn)生固溶強(qiáng)化的作用，合金強(qiáng)度提高。同時，第二相(硬脆相)的部分溶入鎂基體使得第二相減少，合金的塑性提高；由于Y、Nd在鎂的基體中的固溶度分別為12.6% 和3.6%，并且隨著溫度的降低其溶解度急劇減少，所以WE43鎂合金在時效后具有明顯的時效強(qiáng)化特性，時效析出的細(xì)小彌散第二相可以有效的釘扎晶界，抑制晶界滑移，阻礙位錯運(yùn)動，產(chǎn)生彌散強(qiáng)化的作用，使得基體強(qiáng)化，從而時效后合金整體的強(qiáng)度增加、塑性降低
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