Ca和Sr对铸态Mg-Sn-Si合金组织和性能的影响
2012-11-28邱克强尤俊华曲广学
郝 帅,邱克强,尤俊华,曲广学
(1.本钢集团 北营钢铁(集团)股份有限公司,辽宁 本溪 117017;2.沈阳工业大学 材料科学与工程学院,沈阳 110870)
镁合金作为最轻的金属结构材料,具有密度低、比强度和比刚度高等特点,将其应用到汽车上后,车身重量明显下降,从而生产出质量轻、安全性高、燃油消耗少、符合环保要求的新一代汽车[1].但镁合金的高温性能较差,为了使镁合金能够在汽车耐热铸件(如发动机气缸盖)上得到应用,需要提高镁合金的耐热性能.目前已经开发出的耐热镁合金主要有Mg-Al系、Mg-Zn系、Mg-Zn-Al系、Mg-RE 系[2],但由于 Mg-Al系和Mg-Zn系合金中分别存在低熔点的Mg17Al12相和 MgZn 相[3],在高温时 Mg17Al12相、MgZn 相会发生软化,而Mg-RE系合金价格昂贵,因此目前急需开发出一种性能良好且价格合理的新型耐热镁合金,以满足汽车耐热部件的需求.近年来,Mg-Sn系耐热镁合金的研究比较活跃,已经报导了Mg - Sn - Ca[4]、Mg - Sn - Sr[5]、Mg - Sn - Y[6]、Mg - Sn - Nd[7]、Mg - Sn - Pb[8]、Mg - Sn - Si[9]等合金.Mg-Sn-Si合金中存在高熔点的Mg2Sn和Mg2Si强化相[3],有效地提高了合金的高温性能,因此Mg-Sn-Si合金作为耐热合金是目前的发展方向之一.但Mg2Si相通常以汉字状或树枝状形态存在[10],对合金的力学性能具有不利影响,因此变质和细化Mg2Si相对于提高强化效果甚为重要.目前通常采用合金化法来变质含Si镁合金中的Mg2Si相,大量研究表明添加碱土元素(Sr、Ca)能够有效地变质和细化 Mg2Si相[11~13].本文通过向具有较好综合力学性能的Mg-5%Sn合金[14]中引入 Si,以形成高熔点的 Mg2Si、Mg2Sn 强化相来复合强化镁合金,同时又向合金中添加Sr和Ca,以达到变质和细化Mg2Si相的目的,研究了……
