Al和Ce的含量對Mg-Al合金組織的影響

稀土元素Ce作為一種合金化和/或微合金化元素,在鎂合金中的作用一直受到廣泛的關(guān)注并開(kāi)展了大量研究[1-5] 目前,雖然大部分研究都表明Ce是一種有效的晶粒細化劑,但是仍然存在爭議 一種觀(guān)點(diǎn)認為Ce合金化和/或微合金化可細化鎂合金的組織,而另一種觀(guān)點(diǎn)則認為在鎂合金中添加Ce不但不能細化合金的組織,反而使合金的組織粗大 同時(shí),關(guān)于細化的機制也有不同的看法 一部分研究者認為Ce的細化機理是凝固過(guò)程中的溶質(zhì)再分配造成固/液界面前沿過(guò)冷度增大,Ce在凝固過(guò)程中固/液界面前沿富集引起成分過(guò)冷,在成分過(guò)冷區形成新的形核帶從而形成細小的等軸晶 [6,7];另一些研究者認為Ce的細化作用是由于Ce與Al等元素形成高熔點(diǎn)化合物析出,增加了非均勻形核核心,促進(jìn)合金熔體的異質(zhì)形核,并阻礙晶粒的長(cháng)大,從而細化合金的組織 鑒于此,本文進(jìn)一步研究Ce和Al復合添加對鎂合金組織和物相轉變的影響,并分析其機理 1 實(shí)驗方法 實(shí)驗用原材料：純鎂、純鋁、和Mg-20% Ce中間合金 熔煉時(shí)先將預熱到300℃左右的純鎂放入坩堝中,加熱到720℃完全熔化后除渣,加入預熱過(guò)的中間合金和純鋁,完全熔化后攪拌并除渣,靜置10 min后澆入預熱至200℃的金屬模具中 模具型腔的直徑為20 mm,長(cháng)度為130 mm 實(shí)驗在CO2+0.5%SF6氣氛中進(jìn)行 用化學(xué)分析法分析合金的成分,部分合金的實(shí)際成分列于表1 用截線(xiàn)法測量晶粒的大小 用JOEL JSM-6460LV型掃描電鏡觀(guān)察顯微組織并進(jìn)行微區成分分析 Table 1 表1 表1Mg-Al-Ce合金成分 Table 1Chemical composition of Mg-Al-Ce alloys (mass fraction, %) Alloy Al Ce Mg Alloy Al Ce Mg Mg-1Ce – 0.42 Bal. Mg-0.3Al-2Ce 0.30 1.