16、压铸MgREMnAl合金蠕变抗性提升机制解析

压铸MgREMnAl合金蠕变抗性提升机制解析

1. 研究背景与目标

镁合金作为轻质结构材料，在制造动力系统部件方面具有吸引力，因其出色的阻尼性能可显著减少振动，这在电动工具应用中尤为突出，能提升操作舒适性。然而，镁合金的固有特性通常不利于高温应用。一般认为，镁合金中添加铝有利于铸造性，但会损害高温下的抗蠕变性能。因此，广泛使用的压铸Mg - Al基合金（如AZ91、AM50/60）不适用于120°C以上的高温环境，因为会形成热不稳定的Mg₁₇Al₁₂相。虽添加Si、Sr、Ca、Sn和稀土（RE）可提高Mg - Al基压铸合金的抗蠕变性能，但仅在150 - 175°C温度范围内有效。所以，提高工作温度的研究重点转向了无铝添加的Mg - RE合金。不过，少量添加铝对高温工作的Mg - RE合金是否有益尚不清楚。

本研究旨在探讨铝在压铸Mg - RE合金中对300°C高温下抗蠕变性能的影响，通过原子级的微观结构表征来理解抗蠕变机制，并着重讨论微观结构与抗蠕变性能之间的关系。

2. 实验方法

2.1 样品制备

• 使用4500 kN冷室机器通过高压压铸（HPDC）制备圆柱形蠕变样品，样品的标距直径为6.35 mm，长度为20 mm。
• 合金成分通过电感耦合等离子体发射光谱（ICP - OES）测定为Mg₁.₆La₀.₉Ce₁.₀Nd₁.₅Gd₀.₃Zn₀.₃Mn₀.₅Al（wt.%）。

2.2 蠕变测试

• 在杠杆式Instron机器上按照ISO 204:2018进行蠕变测试。
• 蠕变温度设定为200 - 300°C，应