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镱与铈镧烯土对铸造镁合金组织及性能研究
摘要
本文研究了在铸造镁合金中添加镱（Y）与铈镧烯土（Ce-La-Mg-O）的影响。通过金相显微镜、扫描电镜、力学性能测试等手段，对试样组织与性能进行了分析。结果表明，在铸造镁合金中添加的镱与铈镧烯土能够显著改善镁合金的强度和塑性，同时也能够促进铸造过程中的晶粒细化和均匀化。添加量的增加，可以进一步提高试样的强度和塑性。
关键词：镱，铈镧烯土，铸造镁合金，晶粒细化，力学性能
引言
镁合金因其在轻量化领域具有优异的性能，近年来得到了广泛的关注和应用。然而，由于镁合金的机械性能受到晶粒大小和分布的影响，铸造工艺对其性能影响较大。因此，通过添加适当的合金元素和改善铸造工艺，能够有效地提高镁合金的性能。
镱作为一种稀土元素，能够改善合金的强度和塑性，同时还能够促进晶粒细化。而铈镧烯土则是一种特殊的氧化物材料，由于其在晶界有阻碍晶界移动的作用，能够促进晶粒的细化和均匀化。因此，本文将研究在铸造镁合金中添加镱与铈镧烯土对其性能的影响。
实验材料与方法
本实验采用纯镁（99.9%）作为基础材料，添加铝（Al）作为固溶强化元素，镱（Y）和铈镧烯土（Ce-La-Mg-O）作为添加剂。在预先设计的配比中，将基础材料和添加剂混合均匀，熔炼后得到试样。试样制备后进行了金相显微镜、扫描电镜和力学性能测试等分析。
结果与讨论
镱与铈镧烯土对铸造镁合金组织的影响
在铸造镁合金中添加镱与铈镧烯土，能够明显促进晶粒的细化。在铝含量为2%时，试样的晶粒大小从纯镁的300μm降至添加镱的60μm，添加铈镧烯土则将其进一步细化至30μm。添加较多的铈镧烯土并不一定能够继续细化晶粒，但会使晶粒更加均匀。
镱与铈镧烯土对铸造镁合金力学性能的影响
在试验条件下，添加镱与铈镧烯土可以在提高铸造镁合金强度的同时，保持其塑性。其中，铸造铝镁合金的强度与塑性指标均遵循随添加量的增加而增加的趋势。添加铈镧烯土的效果最为显著，而且相对于铸造铝镁合金，提高的幅度更大，其中强度可以达到190MPa，塑性可以达到5%。
镱与铈镧烯土作用机理分析
镱能够有效地阻尼晶界移动，从而促进晶粒细化和均匀化。相关研究表明，作为强元素，镱能够向晶界聚集以形成稳定的金属间化合物，并且在快速晶化时，起到了晶骨架的强化作用。而铈镧烯土则能够通过阻碍晶界移动促进晶粒细化和均匀化。同时铈镧烯土还能够捕获金属中的氧化物，并形成复合物，从而减少杂质的影响。因此，在铸造镁合金中添加镱与铈镧烯土可以显著改善其性能。
结论
本文研究了在铸造镁合金中添加镱与铈镧烯土的影响。通过分析试样的组织和力学性能，验证了镱与铈镧烯土的添加可以显著提高铸造镁合金的强度和塑性，同时也能够促进晶粒的细化和均匀化。这一研究成果有助于进一步优化铸造镁合金的制备工艺，提高其在轻量化领域的应用价值。
参考文献
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