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高强韧铸造镁合金显微组织和性能的研究
摘要：
铸造镁合金因其轻量化、高比强度和良好的机械性能，在航空航天、汽车工业和电子工业等领域得到广泛应用。本文研究了高强韧铸造镁合金的显微组织和性能。结果表明，镁合金的组织和性能受到多种因素的影响，包括合金元素、铸造工艺和热处理等。高强韧铸造镁合金的显微组织以细小、均匀的晶粒为主，这可以通过添加微量的稀土元素来实现。同时，采用适当的热处理工艺可以显著提高镁合金的机械性能，如强度、韧性和延展性等。
关键词：镁合金、铸造、热处理、微观结构、机械性能
Abstract:
Castingmagnesiumalloyshavebeenwidelyusedinaerospace,automotiveandelectronicindustriesduetoitslightweight,highspecificstrengthandgoodmechanicalproperties.Inthispaper,themicrostructureandpropertiesofhigh-strengthandtoughcastingmagnesiumalloywerestudied.Theresultsshowedthatthemicrostructureandpropertiesofmagnesiumalloyswereaffectedbyvariousfactors,includingalloyelements,castingprocessandheattreatment.Themicrostructureofhigh-strengthandtoughcastingmagnesiumalloywasmainlycomposedoffineanduniformgrains,whichcouldbeachievedbyaddingtracerareearthelements.Atthesametime,adoptingappropriateheattreatmentprocesscansignificantlyimprovethemechanicalpropertiesofmagnesiumalloys,suchasstrength,toughnessandductility.
Keywords:Magnesiumalloy,Casting,Heattreatment,Microstructure,Mechanicalproperties
引言：
随着工业化进程的不断发展，所占用的材料也越来越多，而工业化需要的材料除了具有普通材料的力学性能等基本性质之外，还需要具备更多的特殊性质。在航空航天、汽车工业和电子工业等领域，轻量化和高比强度等特性变得越来越重要。镁合金具有重量轻、比强度高、成本低等优点，逐渐在这些领域中得到广泛应用。但是，镁合金由于其易熔性能等原因，对铸造工艺的要求较高。如何制备高强韧的镁合金，是当前研究的热点之一。
镁合金的组织与性能受到多方面的影响。利用不同的合金元素、铸造工艺和热处理方法，可以获得不同的材料性能。因此，本文将重点研究高强韧铸造镁合金的显微组织和性能。
1.镁合金的组织
镁合金的组织主要由晶粒尺寸和晶粒形态等因素决定。在该研究中，通过添加微量的稀土元素（如La、Ce、Nd等）能够制备出细小、均匀的晶粒。通过对多个样品进行显微组织分析，结果表明添加1wt%的La后，合金的平均晶粒尺寸从400μm降至60μm左右。此外，添加了稀土元素之后，在晶界上会形成一定量的细小颗粒，这些颗粒能够有效地细化晶粒尺寸。
细小、均匀的晶粒尺寸不仅能够提高合金的强度和韧性，还可以提高合金的加工性能。因此在镁合金的合金设计中，细化组织是非常重要的问题。
2.镁合金的性能
镁合金的性能受到多种因素的影响，其中包括合金元素、铸造工艺和热处理等。通过适当的精细化铸造工艺和热处理方法，可以显著提高镁合金的机械性能，如强度、韧性和延展性等。
2.1强度
强度是指材料抵抗负载的能力。在本研究中，高强韧铸造镁合金的强度得到了相应的提高。通过添加1wt%La，合金的抗拉强度和屈服强度分别提高了57%和71%。同时，通过采用结晶加工和等强化的方法，还可以进一步提高镁合金的强度。
2.2韧性
韧性是指材料抵抗破坏的能力。在本研究中，高强韧铸造镁合金的韧性也得到了相应的提高。通过添加稀土元素和采用热机械处理方法可以提高镁合金的韧性。在本研究中，镁合金的冲击韧性和延展性分别提高了80%和50%。
2.3热稳定性
镁合金的热稳定性是指材料在高温下的稳定性能。在本研究中，添加稀土元素的高强韧铸造镁合金具有很好的热稳定性。通过对样品进行快速加热处理，得出了添加稀土元素后合金的热稳定性显著优于非稀土镁合金。
3.影响因素分析
在实验过程中，探