【正文】 基體中部分析出。（a）（b）（c）。在圖（b）中我們可以發(fā)現(xiàn)，β（Mg17Al12）相逐漸溶解，網(wǎng)狀晶界逐漸溶解，出現(xiàn)斷網(wǎng)現(xiàn)象。表41 圖45中的EDS點(diǎn)分析結(jié)果元素重量%原子%凈強(qiáng)度凈強(qiáng)度誤差MgK0AlKZnK觀察AZ91DRE鎂合金在不同溫度下處理4小時(shí)的顯微組織，如圖46，我們發(fā)現(xiàn)在圖（a）中β（Mg17Al12）相呈現(xiàn)不規(guī)則形狀分布在基體中，非網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因?yàn)闇囟容^低β（Mg17Al12）相還未完全溶解，但是經(jīng)過處理呈現(xiàn)圓潤形狀。再來觀察560℃兩小時(shí)的顯微組織我們發(fā)現(xiàn)晶界β（Mg17Al12）相析出量增多，αMg基體中的AlMn相減少。觀察AZ91RE鎂合金在不同溫度下處理2小時(shí)的顯微組織，如圖44，我們發(fā)現(xiàn)在2小時(shí)條件下，AZ91DRE鎂合金中的β（Mg17Al12）相基本完好，在44(a)中可見晶粒較大，晶界完整，但AlMn相析出較多，在310b中我們可以發(fā)現(xiàn)在αMg基體中出現(xiàn)粒化的β（Mg17Al12）相，晶粒較大。(d)圖 42 AZ91D鎂合金不同溫度處理4小時(shí)的顯微組織（a）530℃；（b）540℃；（c）550℃；（d）560℃；（a）））（b）（c）（d）圖 43 AZ91D鎂合金不同溫度處理8小時(shí)的顯微組織(a)530℃；(b)540℃；(c)550℃；(d)560℃；觀察AZ91D鎂合金在不同溫度下處理8小時(shí)的顯微組織，如圖43，我們發(fā)現(xiàn)β（Mg17Al12）相溶解非常明顯，晶界的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)基本消失，在41(a)中還依稀可見網(wǎng)狀晶粒，但是隨溫度升高，β（Mg17Al12）相逐漸?；芙獠⑾?。析出的AlMn相逐漸減少。在41(a)中晶粒比較大，而隨著溫度的升高，晶粒先是長大，然后β（Mg17Al12）相逐漸溶解，并出現(xiàn)斷網(wǎng)現(xiàn)象，在41(c)、41(d)中能觀察到明顯現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)表明，析出物成分為Mg與Al、Zn、Ce等的化合物。4002h4402h5602h4804h5604hAZ91RE圖 35 AZ91RE 鎂合金固溶處理前后顯微組織觀察AZ91DRE鎂合金固溶處理前后的顯微組織，如圖35，在未經(jīng)固溶處理時(shí)，鎂合金αMg基體與β（Mg17Al12）相相間排列，β（Mg17Al12）相分布不均勻，晶界不明顯，β（Mg17Al12）相基本單獨(dú)存在，AlMn相比較多。這是因?yàn)殡m然我們的固溶溫度都沒有超過鎂合金的熔點(diǎn)，但是根據(jù)鎂鋁合金二元相圖（33）我們可以發(fā)現(xiàn)，這些實(shí)驗(yàn)溫度已經(jīng)進(jìn)入了固液兩相區(qū)，β（Mg17Al12）相的存在溫度只有473℃，如果在這個(gè)溫度下保溫，一個(gè)明顯的特點(diǎn)就是晶界相的熔化，溫度越高時(shí)間越長越明顯。（a）（b） 圖 3—2 未經(jīng)處理的AZ91D及AZ91D+%(Ce,La)鎂合金的顯微組織圖上最好標(biāo)注上(a),(b)（a）AZ91D；（b）AZ91D+%(Ce,La)圖 3—3 Mg—Al合金二元相圖綜上，未經(jīng)固溶處理的AZ91D及AZ91DRE鎂合金顯微組織主要由αMg基體，和分布在晶界處的β（Mg17Al12）相，還有AlMn相組成，β相呈不規(guī)則網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。還有研究[2627]表明,AZ91DRE鎂合金經(jīng)固溶處理后有4種不同形態(tài)和位相關(guān)系的β相析出。鑄態(tài)AZ91RE鎂合金主要由αMg、離異β（Mg17Al12）相和共晶組織(αMg+βMg17Al12)組成[22],其中β相對AZ91RE鎂合金的性能影響已得到廣泛的研究[23],但人們對共晶組織中的共晶α相認(rèn)識(shí)非常有限,甚至經(jīng)常將共晶α相和先析α相混為一談。由此可以推斷，加入一定量Ce，La后，合金的組織由αMg基體，β（Mg17Al12）相和少量的Al4Ce相組成。重量:28kg.圖22 NiKonEPIPHOT300金相顯微鏡（3）極化曲線實(shí)驗(yàn)設(shè)備：如圖23 LK9805電化學(xué)分析儀圖22 LK9805電化學(xué)分析儀第三章 固溶處理對MgAlZn系鎂合金顯微組織的影響 AZ91及AZ91RE合金的顯微組織特征分析通過XRD對AZ91RE分析，如圖31所示，我們可以確定AZ91D鎂合金主要由αMg基體和β（Mg17Al12）相組成。觀察方法：明視場/暗視場/微分干涉/簡易偏振光。④可制成多點(diǎn)控溫,溫度梯度按需要設(shè)定。3℃ 控溫精度：≤177。最后，利用電化學(xué)測試系統(tǒng)軟件。首先，%的NaCl溶液。在打孔機(jī)上鉆一個(gè)孔，并在孔上捆一根銅線。將腐蝕好的試樣放在金相顯微鏡下觀察，選擇無缺陷、有代表性且特征明顯的組織照相并保存。試樣使用大量無水乙醇清洗干凈并且在腐蝕前保存在無水乙醇中，拋光后的試樣應(yīng)盡可能光亮，且腐蝕后光學(xué)顯微鏡下觀察無劃痕。砂紙編號(hào)應(yīng)選擇280、400、600、1000；保證每道砂紙經(jīng)過相互垂直的磨削方向。 金相實(shí)驗(yàn)的過程（1）打磨。（3）加熱。 實(shí)驗(yàn)過程 固溶處理實(shí)驗(yàn)的過程（1）切割。（3）將一塊未作處理的AZ91D鎂合金試樣做X—RAY衍射實(shí)驗(yàn)，分析其組成。所以我們選用的是較低溫度下進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，本實(shí)驗(yàn)所用試樣為20mm10mm10mm規(guī)格的鎂合金。保存，準(zhǔn)備觀察。首先采用電動(dòng)切割機(jī)切割，再用手鋸切割，之后用砂輪機(jī)打磨而成。 本論文的主要研究內(nèi)容本論文考察共榮處理對MgAlZn系合金顯微組織和耐腐蝕性能的影響，揭示不同固溶處理時(shí)間和固溶處理溫度對AZ91D鎂合金及含混合稀土（Ce，La）的AZ91D鎂合金的現(xiàn)為組織和耐腐蝕性能的影響規(guī)律。在變形鎂稀土合金方面的研究還很不足，稀土合金化作用的研究在國際上還不成熟,其作用機(jī)制也還存在爭論，輕稀土與重稀土元素產(chǎn)生交互作用、稀土與雜質(zhì)元素的交互作用，抑制元素的偏析、凈化與變質(zhì)作用,以及GP區(qū)的形成，沉淀硬化和析出強(qiáng)化等都有待進(jìn)一步深入研究。在石油化工中，由于鎂對燃料、礦物油和堿等具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性，故所開發(fā)的阻燃耐蝕稀土鎂合金可用來制造、保存和運(yùn)送這類液體的導(dǎo)管、箱體和貯罐由于稀土鎂合金具有較好的生物相容性和無毒性，故有望用作為人工骨接材料，代替現(xiàn)有金屬夾具，從而減少病人第二次取出夾具的手術(shù)，這又將開辟一個(gè)新的應(yīng)用天地。中航與有色金屬總公司聯(lián)合研制的稀土高強(qiáng)鎂合金B(yǎng)M25已代替部分中強(qiáng)鋁合金,在殲擊機(jī)上獲得應(yīng)用。清華大學(xué)鄭偉超等人針對AZ91合金試驗(yàn)后,%的混合稀土可降低AZ91D合金Cl元素含量至106級,添加稀土能將Cl元素限制在較低水平,從而提高鎂合金的抗腐蝕作用[19]?！兑谩防顏唶热酸槍g2Zn2Zr 系合金加入稀土Y做了大量工作,得出在Mg2Zn2Zr系合金中添加w(Y)=%,可使合金抗拉強(qiáng)度有較大提高,并認(rèn)為Y可在合金中起變質(zhì)作用,改善合金的金相組織,同時(shí)在擠壓工藝條件下,能在合金內(nèi)產(chǎn)生大量彌散細(xì)小的Y2Zn和Mg2Y相,彌散強(qiáng)化合金,同時(shí)產(chǎn)生亞晶組織。（2） 稀土阻燃鎂合金最近有研究人員在鎂合金中通過添加稀土La、Ce和混合稀土來提高起燃溫度進(jìn)行了研究。 稀土鎂合金 稀土鎂合金的發(fā)展現(xiàn)狀（1）稀土耐熱鎂合金目前世界各國含稀土鑄造鎂合金已占牌號(hào)總數(shù)的50%以上,%～3%。比如LY11和LY12，40度以下自然時(shí)效可以得到高的強(qiáng)度和耐蝕性，對于150℃以上工作的LY12和125250℃工作的LY6鉚釘用合金則需要人時(shí)效。 固溶與時(shí)效處理固溶熱處理：指將合金加熱到高溫單相區(qū)恒溫保持，使過剩相充分溶解到固溶體中后快速冷卻，以得到過飽和固溶體的熱處理工藝。研究表明，隨AZ91D壓鑄件厚度的增加，鑄件的抗拉強(qiáng)度及蠕變抗力下降。MgAlZn合金組織成分常常出現(xiàn)晶內(nèi)偏析現(xiàn)象，先結(jié)晶部分含Al量較多，后結(jié)晶部分含Mg量較多。稀土元素可顯著提高鎂合金的耐熱性，細(xì)化晶粒，減少顯微疏松和熱裂傾向，改善鑄造性能和焊接性能，一般無應(yīng)力腐蝕傾向，其耐蝕性不亞于其它鎂合金。錳略微提高合金的熔點(diǎn)，在含鋁的鎂合金中可形成MgFeMn化合物，可提高鎂合金的耐熱性。原則上鋅含量一般控制在2％以下。但是，應(yīng)力腐蝕敏感性隨鋁含量的增加而增加。但是，Mg17Al12在晶界上析出會(huì)降低抗蠕變性能。鎂合金熱處理采用與鋁合金同樣的系統(tǒng)標(biāo)示[12]。 合金元素對鎂合金組織和力學(xué)性能的影響 鎂合金主要化學(xué)成分目前國外在工業(yè)中應(yīng)用較廣泛的鎂合金是壓鑄鎂合金，主要有以下4個(gè)系列：AZ系列MgAlZn；AM系列MgAlMn；AS系列MgAlSi和AE系列MgAlRE。采用快速凝固(RS)+粉末冶金(PM)+熱擠壓工藝開發(fā)的MgAlZn系EA55RS變形鎂合金,成為迄今報(bào)道的性能最佳的鎂合金,性能不僅大大超過常規(guī)鎂合金,比強(qiáng)度甚至超過7075鋁合金,且具有超塑性(300℃,436%),腐蝕速率與2024T6鋁合金相當(dāng),還可同時(shí)加入SiCp等增強(qiáng)相,成為先進(jìn)鎂合金材料的典范。如經(jīng)化學(xué)鍍的鎂合金,其耐蝕性可超過不銹鋼。（4） 耐蝕鎂合金鎂合金的耐蝕性問題可通過兩個(gè)方面來解決:① 嚴(yán)格限制鎂合金中的Fe、Cu、Ni等雜質(zhì)元素的含量。阻燃性鎂合金將引燃溫度比普通情況下提高了200～300℃,通過增強(qiáng)其著火燃料性,提高了安全性。（3）阻燃鎂合金鎂合金在熔煉澆鑄過程中易發(fā)生劇烈的氧化燃燒,有效的阻燃方法是使用熔劑保護(hù)法和SFSOCOAr等氣體,但同時(shí)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境污染,并降低合金性能,增大設(shè)備投資。MgAlSi(AS)系合金是德國大眾汽車公司開發(fā)的壓鑄鎂合金[9]。這種鎂合金完滿解決了以往鎂合金的高強(qiáng)度和延展性不可兼顧之問題,預(yù)計(jì)除廣泛用于家電產(chǎn)品外,還將在機(jī)器人、人造衛(wèi)星等要求材料既輕又結(jié)實(shí)的領(lǐng)域發(fā)揮巨大威力。鎂合金還可以有效地保護(hù)手機(jī)屏幕,手機(jī)廠商已經(jīng)自發(fā)形成了對鎂合金的需求[8]。⑦ 質(zhì)感極佳:鎂合金產(chǎn)品的外觀及觸摸質(zhì)感佳。④ 電磁波絕緣性佳:其本身為金屬,屬良導(dǎo)體,可以直接扮演電磁遮蔽的角色,而塑料材料需要另做導(dǎo)電處理[7]。 鎂合金在3C產(chǎn)品上的應(yīng)用：3C產(chǎn)品是當(dāng)今全球發(fā)展最快速的產(chǎn)業(yè),與傳統(tǒng)3C產(chǎn)品所使用的材料相比,鎂合金優(yōu)越性表現(xiàn)在:① 輕量化:比重為鋁合金的2/3,鋅合金的1/4,為塑料的115倍。② 比強(qiáng)度高于鋁合金和鋼,比剛度接近鋁合金和鋼,能夠承受一定的負(fù)荷。鎂合金現(xiàn)階段的應(yīng)用前景,是做為工業(yè)品外殼取代塑料。因此，急需以新技術(shù)和先進(jìn)裝備改造和提升鎂冶煉；以科學(xué)發(fā)展觀，全面創(chuàng)新，提升皮江法鎂冶煉產(chǎn)業(yè)水平，建立科技型、環(huán)保型、效益型的機(jī)械化、自動(dòng)化的“新型鎂冶煉示范企業(yè)”。德國政府制訂了一個(gè)投資2500萬德國馬克的鎂合金研究開發(fā)計(jì)劃，主要研究壓鑄合金工藝，快速原型化與工具制造技術(shù)和半固態(tài)成型工藝，以提高德國在鎂合金應(yīng)用方面的能力；1993年歐洲汽車制造商提出3公升汽油轎車的新概念，美國也提出了PNGV（新一代交通工具）的合作計(jì)劃[3]，其目標(biāo)是生產(chǎn)出消費(fèi)者可承受的每百公里耗油3公升的轎車，且整車至少80％以上的部件可以回收，這些要求迫使汽車制造商采用更多高新技術(shù)，生產(chǎn)重量輕、耗油少、符合環(huán)保要求的新一代汽車；日本通過了家電回收法，以限制工程塑料的使用，率先將鎂合金用于筆記本電腦、移動(dòng)電話、數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)上，并計(jì)劃推廣到家電和通訊器材等領(lǐng)域[4]。 鎂合金 鎂合金的發(fā)展1808年在實(shí)驗(yàn)室制得純鎂，1886年鎂合金在德國開始工業(yè)化生產(chǎn)，1935年蘇聯(lián)首次將鎂合金用于飛機(jī)生產(chǎn)，1936年德國大眾用壓鑄鎂合金生產(chǎn)甲克蟲汽車發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)零部件，1946年達(dá)到單車鎂合金用量18Kg，1938年英國伯明翰首次將鎂合金運(yùn)用到摩托車變速箱殼。目前稀土元素仍是作為輔助元素,其加入的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于11%。因此，研究開發(fā)具有高強(qiáng)度、耐熱、耐蝕等性能的鎂合金，拓展鎂合金的應(yīng)用領(lǐng)域，成為鎂合金科研工作者的重要課題。20世紀(jì)90年代以來，全球掀起了鎂合金開發(fā)應(yīng)用的熱潮，鎂合金以其豐富的資源、可回收再生、高比強(qiáng)度、高比剛性、優(yōu)異的壓鑄性能、良好切削加工性、阻尼減振和再生循環(huán)等突出性能，正重新在汽車輕量化結(jié)構(gòu)材料領(lǐng)域發(fā)揮越來越令人矚目的作用，并且隨著鎂壓鑄循環(huán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)和鎂冶金新技術(shù)的進(jìn)步，鎂合金壓鑄件生產(chǎn)的利潤空間將打開，鎂會(huì)在追求輕量化和性價(jià)比的結(jié)構(gòu)材料領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。結(jié)果表明，經(jīng)過固溶處理后的鎂合金顯微組織晶粒長大明顯，β（Mg17Al12）相部分溶解在基體組織中，在溫度達(dá)到560度以上時(shí)，組織發(fā)生過燒現(xiàn)象。通過觀察經(jīng)固溶處理后的組織及塔菲爾曲線，對MgAlZn系合金固溶處理后的組織和電化學(xué)腐蝕行為進(jìn)行了研究。汽車輕量化的途徑很多，其中采用鋁、鎂輕質(zhì)材料是汽車輕量化重要措施。但是普通鎂合金的機(jī)械、耐蝕、耐高溫性能較低，從而限制了其應(yīng)用范圍。但我國在稀土新材料的開發(fā)應(yīng)用方面與日本、美國等發(fā)達(dá)國家相比還有相當(dāng)大差距。本論文考察固溶處理對MgAlZn洗合金顯微組織和耐腐蝕性能的影響，揭示不同固溶處理時(shí)間和固溶處理溫度對AZ91D鎂合金及含混合稀土（Ce，La）的AZ91D鎂合金的顯微組織和抗腐蝕性能的影響規(guī)律。國外對于鎂合金的發(fā)展非常重視，各國紛紛加大鎂合金制品的研發(fā)力度，尤其是20世紀(jì)90年代以來