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微量元素Sm、Ca对AZ91镁合金组织和力学性能的研究
微量元素Sm、Ca对AZ91镁合金组织和力学性能的研究
摘要：微量元素在合金中的加入往往会对合金的组织和力学性能产生明显的影响。本文以AZ91镁合金为研究对象，探讨了微量元素Sm和Ca对该合金组织和力学性能的影响。研究结果表明，适量的Sm和Ca添加可以显著细化AZ91合金的晶粒，并且提高合金的强度和硬度。
引言：镁合金作为一种轻质高强度材料，在汽车、航空航天等领域有着广泛的应用前景。AZ91镁合金作为其中重要的一种合金，具有优良的工艺性能和力学性能。然而，该合金的晶粒度较大，并且易于产生裂纹和孔洞。为了改善其性能，近年来研究者们纷纷尝试通过微量元素的添加来改变AZ91合金的组织和性能。
实验方法：本文通过采用真空对流熔炼法制备AZ91合金试样，添加不同含量的微量元素Sm和Ca，并进行热处理和力学性能测试。试样的组织观察采用光学显微镜和扫描电子显微镜进行分析。力学性能测试包括拉伸、硬度和冲击强度测试。
结果和讨论：实验结果显示，在添加微量元素Sm和Ca后，AZ91合金的晶粒得到了明显的细化。这是由于Sm和Ca的加入可以有效阻止晶粒的长大。此外，Sm和Ca的添加也可以减少合金中的孔隙和裂纹，从而提高合金的密度和致密性。在力学性能方面，随着Sm和Ca添加量的增加，AZ91合金的强度和硬度都得到了显著提高。这是由于微量元素的加入可以形成强大的固溶强化相，有效阻止晶体滑移和滑移带的形成。此外，添加微量元素也可以提高合金的延性，增加合金的冲击强度。
结论：通过适量添加微量元素Sm和Ca，可以明显改善AZ91镁合金的组织和力学性能。细化晶粒可以提高合金的拉伸强度和硬度，同时降低合金的孔洞和裂纹数量。微量元素的加入还可以形成强大的固溶强化相，提高合金的延性和冲击强度。因此，在实际应用中，可以考虑通过添加微量元素Sm和Ca来提高AZ91合金的性能。
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