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    混合稀土對巴氏合金組織性能的影響分析
    作者:巴氏合金 發布日期:2015-11-13 10:39:18  點擊:2203

      混合稀土對巴氏合金組織性能的影響分析,巴氏合金具有密度小、抗壓性好、耐蝕性好、易加工等優良性能,主要應用與航空、機械、造船等領域。但要使其得到更為廣泛的應用,其強韌性能等方面還有待提高。開發成本低、性能好的新型稀土巴氏合金,對巴氏合金材料領域的發展具有極大的推動作用。周口環宇金屬科技有限公司研究了混合稀土添加量及固溶處理對巴氏合金組織和力學性能的影響,旨在為進一步開發出性能更為優良的巴氏合金提供借鑒。

     

    巴氏合金組織性能

     

      一、實驗材料與方法

     

      實驗采用巴氏合金。制樣過程如下,首先配置中間合金,采用石墨坩堝在井式電阻爐中進行熔煉,熔煉溫度控制在780℃,熔化后于740℃加入混合稀土,充分攪拌并保溫2h后,扒渣澆注;然后經計算后,分批次配置不同混合稀土添加量的實驗巴氏合金試樣,同樣采用石墨坩堝在井式電阻爐中進行熔煉,熔煉溫度控制在780℃,在680-700℃用鐘罩壓入,充分攪拌并扒渣后于740℃加入中間合金,待其充分熔化后用精煉劑對巴氏合金熔體作凈化處理,扒渣靜置6min后進行澆注。利用箱式電阻爐對巴氏合金試樣進行固溶處理,固溶溫度分別為425、435、445℃;固溶時間為16h,出爐后水淬,水溫為60℃。常溫下,采用電子萬能材料試驗機測定巴氏合金的力學性能;利用金相顯微鏡觀察加入混合稀土后巴氏合金試樣的顯微組織。

     

      二、實驗結果與分析

     

      1.不同RE加入量下巴氏合金的顯微組織

     

      不同稀土添加量下鑄態巴氏合金的顯微組織形貌。未添加稀土的巴氏合金中枝晶發達,合金晶粒相對粗大;添加0.2%的混合稀土后,巴氏合金中枝晶得到了細化,但還能觀察到少量枝晶;當混合稀土添加量為0.5%時,巴氏合金中枝晶消失,合金晶粒細化;隨著稀土添加量的進一步增加,巴氏合金晶粒有粗化趨勢,且晶界析出相增多。不同固溶溫度下混合稀土添加量為0.5%時巴氏合金的顯微組織形貌。當固溶溫度為425℃時,巴氏合金中的枝晶組織基本消除,但部分析出相并未固溶于巴氏合金基體組織中,測得巴氏合金試樣的抗拉強度和伸長率分別為202MPa和4.2%;固溶溫度為435℃時,除晶界區域存在一定數量的高熔點析出相殘留外,析出相幾乎完全固溶于巴氏合金基體組織中,此時巴氏合金試樣的抗拉強度和伸長率分別為261MPa和6.2%;而當固溶溫度為445℃時,巴氏合金中晶界處局部復熔,形成復熔小球,出現過燒現象,導致巴氏合金的力學性能開始惡化,其抗拉強度和伸長率分別為191MPa和3.7%。

     

      2.不同RE添加量下巴氏合金的力學性能

     

      不同混合稀土添加量時巴氏合金的力學性能。可以看出,適量的混合稀土添加量能夠使巴氏合金的力學性能得到提升;混合稀土添加量小于0.5%時,鑄態和固溶態的巴氏合金力學性能都呈上升趨勢;當稀土添加量達到0.5%時,其力學性能最為理想;隨著混合稀土添加量的進一步增加,巴氏合金力學性能下降。

     

      周口環宇金屬科技有限公司研究了不同混合稀土添加量對鑄態及固溶態巴氏合金顯微組織和力學性能的影響,結果表明,混合稀土能細化鑄態巴氏合金的晶粒,形成合金相,沿晶界不連續分布,起到晶界強化作用,從而提高巴氏合金的抗拉強度和伸長率。當混合稀土添加量為0.5%、固溶處理工藝為435℃*16h時,巴氏合金的綜合性能達到最佳。當混合稀土添加量為0.8%時,合金相開始沿晶界連續分布,降低了晶界的結合強度,巴氏合金的強度和韌性下降。

     

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