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    混合稀土对巴氏合金组织性能的影响分析
    作者:巴氏合金 发布日期:2015-11-13 10:39:18  点击:1929

      混合稀土对巴氏合金组织性能的影响分析,巴氏合金具有密度小、抗压性好、耐蚀性好、易加工等优良性能,主要应用与航空、机械、造船等领域。但要使其得到更为广泛的应用,其强韧性能等方面还有待提高。开发成本低、性能好的新型稀土巴氏合金,对巴氏合金材料领域的发展具有极大的推动作用。周口环宇金属科技有限公司研究了混合稀土添加量及固溶处理对巴氏合金组织和力学性能的影响,旨在为进一步开发出性能更为优良的巴氏合金提供借鉴。

     

    巴氏合金组织性能

     

      一、实验材料与方法

     

      实验采用巴氏合金。制样过程如下,首先配置中间合金,采用石墨坩埚在井式电阻炉中进行熔炼,熔炼温度控制在780℃,熔化后于740℃加入混合稀土,充分搅拌并保温2h后,扒渣浇注;然后经计算后,分批次配置不同混合稀土添加量的实验巴氏合金试样,同样采用石墨坩埚在井式电阻炉中进行熔炼,熔炼温度控制在780℃,在680-700℃用钟罩压入,充分搅拌并扒渣后于740℃加入中间合金,待其充分熔化后用精炼剂对巴氏合金熔体作净化处理,扒渣静置6min后进行浇注。利用箱式电阻炉对巴氏合金试样进行固溶处理,固溶温度分别为425、435、445℃;固溶时间为16h,出炉后水淬,水温为60℃。常温下,采用电子万能材料试验机测定巴氏合金的力学性能;利用金相显微镜观察加入混合稀土后巴氏合金试样的显微组织。

     

      二、实验结果与分析

     

      1.不同RE加入量下巴氏合金的显微组织

     

      不同稀土添加量下铸态巴氏合金的显微组织形貌。未添加稀土的巴氏合金中枝晶发达,合金晶粒相对粗大;添加0.2%的混合稀土后,巴氏合金中枝晶得到了细化,但还能观察到少量枝晶;当混合稀土添加量为0.5%时,巴氏合金中枝晶消失,合金晶粒细化;随着稀土添加量的进一步增加,巴氏合金晶粒有粗化趋势,且晶界析出相增多。不同固溶温度下混合稀土添加量为0.5%时巴氏合金的显微组织形貌。当固溶温度为425℃时,巴氏合金中的枝晶组织基本消除,但部分析出相并未固溶于巴氏合金基体组织中,测得巴氏合金试样的抗拉强度和伸长率分别为202MPa和4.2%;固溶温度为435℃时,除晶界区域存在一定数量的高熔点析出相残留外,析出相几乎完全固溶于巴氏合金基体组织中,此时巴氏合金试样的抗拉强度和伸长率分别为261MPa和6.2%;而当固溶温度为445℃时,巴氏合金中晶界处局部复熔,形成复熔小球,出现过烧现象,导致巴氏合金的力学性能开始恶化,其抗拉强度和伸长率分别为191MPa和3.7%。

     

      2.不同RE添加量下巴氏合金的力学性能

     

      不同混合稀土添加量时巴氏合金的力学性能。可以看出,适量的混合稀土添加量能够使巴氏合金的力学性能得到提升;混合稀土添加量小于0.5%时,铸态和固溶态的巴氏合金力学性能都呈上升趋势;当稀土添加量达到0.5%时,其力学性能最为理想;随着混合稀土添加量的进一步增加,巴氏合金力学性能下降。

     

      周口环宇金属科技有限公司研究了不同混合稀土添加量对铸态及固溶态巴氏合金显微组织和力学性能的影响,结果表明,混合稀土能细化铸态巴氏合金的晶粒,形成合金相,沿晶界不连续分布,起到晶界强化作用,从而提高巴氏合金的抗拉强度和伸长率。当混合稀土添加量为0.5%、固溶处理工艺为435℃*16h时,巴氏合金的综合性能达到最佳。当混合稀土添加量为0.8%时,合金相开始沿晶界连续分布,降低了晶界的结合强度,巴氏合金的强度和韧性下降。

     

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