희토류 마그네슘 합금에 일반적으로 사용되는 원소

마그네슘 합금에 Y를 첨가하면 구조의 입자 크기를 크게 미세화할 수 있습니다. Baiyun 등[1]은 주조 마그네슘 합금 Mg-6Zn-3Cu-0.6Zr의 미세 구조 및 기계적 특성에 대한 Y의 영향을 연구한 결과, Y의 첨가로 인해 샘플 구조의 평균 입자 크기가 증가하는 것으로 나타났습니다. 효과적으로 감소되었습니다(57μm에서 39μm로 감소).

Y는 마그네슘 합금의 내식성을 향상시킬 수 있습니다. Qi Weiguang 등[2]은 AZ91D 마그네슘 합금의 미세 구조 및 부식 성능에 대한 Y의 영향을 연구한 결과, AZ91D 마그네슘 합금에 Y를 첨가한 후 미세 구조는 주로 α-Mg 매트릭스 상, B 상으로 구성되는 것으로 나타났습니다. Mg17Al12, Al2Y 상 및 Al6Mn6Y 상 조성. 1% Y를 첨가하면 합금의 부식 속도를 크게 줄이고 합금의 평형 전위와 부식 전위를 높이며 부식 전류를 줄일 수 있습니다.

Y는 마그네슘 합금의 기계적 특성을 크게 향상시킬 수 있습니다. Li Jianping [3]은 GZKl000 마그네슘 합금의 미세 구조와 그 방에 대해 서로 다른 희토류 Y 함량(O%, 1.2%, 2.2%, 3.2% 및 4.2wt%)을 갖는 고강도 주조 마그네슘 합금의 미세 구조 및 특성을 연구했습니다. 온도 인장 특성 및 물리적 특성 GZKl000 합금에 Y 원소(0~4.2%wt)를 첨가하면 주조 코일 GZKl000의 인장 강도가 향상될 수 있으며 그에 따라 Y 함량이 3.2%wt일 때 인장 강도 및 고용체 시효 처리 후 합금의 미세 구조는 인장 강도가 237MPa에 도달하고 연신율이 7.2%에 도달하여 연신율이 최대에 도달합니다. 고용체 시효 처리 후 합금의 미세 구조는 α-Mg, Mg5Gd 및 Mg24Y5로 구성됩니다. 마그네슘 합금에 Ce를 첨가하면 구조 결정립을 크게 개선할 수 있습니다. Li Wenwen 등[4]은 Mg-Al 마그네슘 합금의 입자 크기에 대한 Ce의 영향을 연구했습니다. Mg-Al계 AZ31 합금에 희토류 원소인 Ce를 미량 첨가하면 합금 결정립을 크게 미세화할 수 있으며, Ce 첨가량이 0.8%일 때 미세화 전 약 300부터 결정립 미세화 효과가 가장 좋습니다. 약 20~40μm까지 떨어집니다. 마그네슘 및 마그네슘 합금에서 Ce의 정제 효과는 응고 과정 중 고체/액체 경계면의 앞쪽 가장자리에서 희석 원소가 농축되기 때문에 발생하며, 이로 인해 구성 요소가 과냉각되고 새로운 핵 생성 영역이 형성됩니다. 과냉각 영역은 미세한 등축 결정을 형성합니다. 응고 과정 중 용질 재분배로 인해 고체-액체 경계면의 앞쪽 가장자리에 있는 부품의 과냉각이 증가하는 것은 희토류 원소를 사용하여 마그네슘 및 마그네슘 합금을 정제하는 주요 메커니즘입니다. 또한, 고체/액체 경계면의 앞쪽 가장자리에 희토류를 농축함으로써 α-Mg 결정립의 성장을 방지하고 결정립 미세화를 더욱 촉진합니다.

Ce는 마그네슘 합금의 산화 및 연소 저항을 향상시킬 수 있습니다. Zhao Hongjin 등은 [5] AZ91D 마그네슘 합금의 발화점에 대한 희토류 원소 Ce의 영향을 연구했습니다. 자체 개발한 온도 획득 시스템을 사용하여 벌크 AZ91D 마그네슘 합금과 그 합금의 표면 및 코어 특성을 테스트했습니다. 가열 과정에서 소량의 희토류 원소 Ce가 첨가되어 용융됩니다. 시간 곡선. Ce 함량이 증가할수록 산화점과 연소점 모두 상승하는 경향을 보인다. w(Ce)=1%일 때 AZ91D에 비해 산화점과 연소점의 평균값은 각각 33℃, 61℃ 증가하였다.

Ce는 마그네슘 합금의 기계적 특성을 향상시킬 수 있습니다. Chen Furong 등[6]은 AZ91D 마그네슘 합금의 구조와 기계적 특성에 대한 Ce의 영향을 연구했습니다. 마그네슘 합금 조직에 Ce를 첨가하면 정련된 합금 조직이 결정립을 미세화하고 강화하는 역할을 하며, 네트워크형 β상이 미세화되고 동시에 결정립계에 분산되어 분산된 Al4Ce 화합물이 형성됩니다. Ce 함량이 0.69%일 때 금 함유 마그네슘 합금의 인장 강도, 항복 강도, 연신율 및 경도는 2차 상 강화 역할을 합니다. AZ91D 마그네슘 합금을 사용하면 포괄적인 기계적 특성이 최고에 도달합니다.

Ce는 마그네슘 합금의 내식성을 향상시킬 수 있습니다. Yang Jie 등[7]은 AZ91 마그네슘 합금의 미세 구조와 내식성에 대한 Ce의 영향을 연구한 결과, Ce가 합금의 미세 구조를 개선하여 β-Mg17Al12 상을 불연속적이고 분산되게 만들고 성분 분포를 향상시키는 것으로 나타났습니다. 보다 균일하게, Al4Ce 상과 Mg-Al-Mn-Ce-Fe의 금속간 화합물이 생성되었으며, 희토류 Ce는 3.5% NaCl 용액에서 합금의 자기 부식 가능성을 증가시키고 Al 및 O와 불연속 보호를 형성합니다. 화학적 산화막은 합금의 내식성을 향상시키며, 합금은 0.5% Ce를 첨가할 때 가장 좋은 내식성을 갖습니다.

Z.L. Ning 등은 Mg–0.3Zn–0.32Zr 합금의 미세 구조 및 기계적 특성에 대한 Nd의 영향을 연구했습니다.

합금 내 Nd 함량이 0.21%에서 2.65%로 점차 증가하면 합금의 결정립 크기가 120μm에서 60μm로 감소하고, 결정립 형태가 육면체 구조에서 장미빛 구조로 변화한다. -같은 구조. Nd 첨가량이 0.84% ​​미만이면 Nd가 마그네슘 매트릭스에 완전히 용해될 수 있으며, Nd 첨가량이 1.62%를 초과하면 X-ray는 잉곳 내에 α-Mg 단일상만 존재하게 됩니다. 회절계 테스트에서는 결정립계 사이에 틈이 있는 것으로 나타났으며, 결정립계 삼각형 영역에서 금속간 화합물 Mg12Nd가 생성되었습니다. 결정립 및 결정립계의 Mg12Nd 상은 결정립계를 잠그고 결정립계 미끄러짐 및 전위 미끄러짐을 줄이며 고온에서 마그네슘 합금의 인장 강도 및 항복 강도를 크게 향상시키는 동시에 연신율은 약간 감소합니다.

Li Mingzhao[8] 등은 금속 현미경, SEM, EDS, XRD 및 기타 방법을 사용하여 AZ31 마그네슘 합금에서 Nd의 미세 구조와 기계적 특성을 연구했습니다. 결과는 AZ31 마그네슘 합금에 미량의 Nd를 첨가하면 결정립 경계 및 α-Mg 상에 금속간 화합물 Al2Nd 및 Mg12Nd를 생성할 수 있으며 Nd의 흡수율은 95%에 달해 미세 구조를 크게 향상시킬 수 있음을 보여줍니다. AZ31 마그네슘 합금은 합금의 기계적 성질을 향상시킵니다. AZ31 마그네슘 합금에 0.6wt%를 첨가하면 인장강도는 245MPa, 항복강도는 171MPa, 연신율은 9%에 이릅니다.

Hou Zhidan[9]은 ZK60의 부식 성능에 대한 Nd의 영향을 연구했습니다. 이 연구에서는 ZK60-1%Nd 합금이 α-Mg 매트릭스와 MgZn 상, MgZn2 상 및 Mg12Nd 상으로 구성되어 있음을 보여주었습니다. 입자 경계에서. 결정립계 구조는 상대적으로 연속적이고 치밀하며, 결정립계는 넓고 뚜렷하며, 결정립은 더 작으며, 다수의 띠형 또는 사슬형 구조가 서로 연결되어 네트워크를 형성하며, Nd와 O 결정립계에 결합하여 Nd2O3 부동태막을 형성하고 Nd를 첨가하면 3.5% NaCl 수용액에서 ZK60 합금의 내식성을 크게 향상시킬 수 있습니다.

Yan Jingli 등[10]은 Mg–2wt.%Nd 마그네슘 합금의 크리프 특성을 연구했습니다. 150~250°C 및 30~110 MPa의 응력 조건에서 합금은 고용 강화 및 석출 강화 작용으로 우수한 크리프 저항성을 나타냅니다. 크리프 과정에서 미세한 석출물이 침전되는데, 이는 전위의 이동을 제한하는 데 중요한 역할을 합니다. Jie Yang 등[11]은 Mg-4.5Zn 합금의 미세 구조 및 기계적 특성에 대한 Gd의 영향을 연구했습니다. 결과는 Gd를 첨가함에 따라 합금의 입자 크기가 점차 미세화되고 Mg5Gd 및 Mg3Gd2Zn3 상이 생성됨을 보여줍니다. Gd 첨가 후 합금의 강도가 크게 향상됩니다. Gd 첨가량이 1.5%일 때 합금의 강도가 가장 높으며 인장강도와 항복강도는 각각 231MPa, 113MPa로 나타났다. Gd를 첨가하기 전의 Mg-4.5Zn 합금에 비해 인장강도와 항복강도는 각각 22MPa와 56Mpa 증가했습니다. 합금의 강화는 주로 결정립 미세화, Mg5Gd 및 Mg3Gd2Zn3 상의 강화 효과, 마그네슘 매트릭스에 용해되는 Gd 원자의 강화 효과와 관련이 있습니다.

마그네슘 합금의 부식 특성에 대한 Gd의 영향. Wang Ping 등[12]은 Gd 함량으로 인한 3.5% NaCl 용액에서 ZK60 마그네슘 합금의 부식 거동을 연구하기 위해 전기화학적 방법을 사용했으며 금속현미경과 SEM을 사용하여 주조된 미세구조와 부식 형태를 관찰했습니다. XRD로. 결과는 희토류 원소 Gd가 합금 입자를 미세화하고 3.5% NaCl 용액에서 거친 *** 결정상 MgZn의 함량을 감소시킬 수 있음을 보여줍니다. 부식 생성물은 주로 분극 곡선 테스트를 통해 Mg(OH)2입니다. ZK6 1.6%Gd 합금은 최고의 내식성을 가지고 있습니다. Cl의 작용으로 부식은 주로 공식 부식이며, 두 번째 상 MgZn 및 Mg5Gd를 음극으로, α-Mg를 양극으로 사용하는 갈바닉 부식도 형성됩니다.

Wu Guohua 등은 NaCl 용액에서 1% La(질량 분율)을 첨가한 후 스트립 모양의 A111La3 상과 AZ91D 마그네슘 합금의 내식성에 대한 희토류 La의 영향을 연구했습니다. 거대한 Al8LaMn4상이 형성되었고, 거친 p상(Mgl7All2) 주위에 미세한 층상 β상이 많이 형성되어 β상이 더욱 네트워크화되었다. 이러한 미세한 라멜라 p상은 분명히 부식 확장을 방해하고 AZ91D 마그네슘 합금의 내식성을 향상시킵니다. 띠 모양의 Al11La3 상과 거대한 Al8LaMn4 상은 모두 음극 부식 방지 상에 속합니다. 그중 Al11La3 상은 작은 음극 면적으로 인해 주변 마그네슘 매트릭스의 부식을 가속화하는 데 큰 영향을 미치지 않는 반면, 거대한 Al8LaMn4 상은 더 큰 음극 면적을 가지며 매트릭스와 함께 미세 갈바닉 부식을 형성하여 마그네슘 매트릭스의 부식을 가속화합니다. 행렬.

Jinghuai Zhang 등[14]은 Ce가 풍부한 희토류와 La가 Mg–4Al–0.4Mn 마그네슘 합금에 미치는 영향을 연구했습니다. 연구에 따르면 Mg–4Al–4RE–0.4Mn(RE = Ce가 풍부한 미세금속) 합금에서는 Al11RE3 및 Al2RE의 두 상이 결정립 경계를 따라 생성되는 반면 Mg–4Al–4La–0.4의 주상은 결정립 경계를 따라 생성됩니다. Mn 합금은 α-Mg 상과 Al11La3 상입니다. Al11La3 상은 결정립계 영역의 대부분을 차지하고 복잡한 형태를 가지고 있습니다. Ce가 풍부한 희토류를 대체하기 위해 La를 사용하고 Mg-4Al-0.4Mn 마그네슘 합금에 첨가하면 결정립 크기가 향상되고 결정립계 상 분포가 일정하며 Mg-4Al-의 인장 강도가 향상됩니다. 0.4Mn 마그네슘 합금이 크게 개선되었습니다. 상온에서 Mg–4Al–4La–0.4Mn의 인장강도, 항복한계 및 연신율은 각각 264MPa, 146MPa, 13%로 Mg–4Al–4RE–0.4Mn의 247Mpa, 140Mpa, 11%보다 우수합니다. . Mg-4Al-4La-0.4Mn 합금 결정 부근의 미세 구조 안정성은 Mg-4Al-4RE-0.4Mn 합금 결정보다 훨씬 우수합니다. 그 이유는 Al11La3의 열역학적 안정성이 그보다 우수하기 때문입니다. Al11RE3의. 크리프 테스트에서 Al11La3 상은 결정립 경계 근처의 결정립계 미끄러짐 및 전위 이동을 효과적으로 방해할 수 있습니다. Mg–4Al–0.4Mn 마그네슘 합금에 La를 첨가하는 기계적 특성은 Ce가 풍부한 희토류를 합금에 첨가하는 것보다 훨씬 더 좋습니다.