1、相比于其他金屬結(jié)構(gòu)材料，擠壓態(tài)AZ系列鎂合金存在著力學(xué)性能偏低和耐腐蝕性能較差的問題，尤其是熔合縫的耐腐蝕性能問題。本文從多元合金化的角度出發(fā)，在AZ61的基礎(chǔ)上，復(fù)合添加Mn與富鈰混合稀土元素。研究兩者對AZ61鎂合金顯微組織、力學(xué)性能及耐蝕性能的影響規(guī)律。
　　 本文采用平模鑄造法生產(chǎn)了鎂合金鑄錠，同時(shí)使用直讀光譜儀實(shí)時(shí)檢測鎂合金熔體中的元素含量。在鑄錠空冷后使用超聲波檢測儀檢測鑄造缺陷，隨后進(jìn)行坯料加工。經(jīng)過均勻化退火和熱

2、擠壓加工后，采用光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)、能譜分析儀(EDS)、RST5200電化學(xué)工作站、DCTC-600P鹽霧腐蝕試驗(yàn)箱、顯微硬度儀以及萬能試驗(yàn)機(jī)等分析測試儀器，系統(tǒng)地研究了不同配比的Mn和富鈰混合稀土元素對AZ61熱擠壓后的鎂合金顯微組織、力學(xué)性能和耐蝕性能的影響。
　　 經(jīng)研究表明，通過Mn和富鈰混合稀土元素的復(fù)合添加，AZ61鎂合金第二相的種類和數(shù)量發(fā)生了明顯的變化。β相（M

3、g17Al12）的數(shù)量由于錳和稀土元素的加入而大量減少并且部分呈點(diǎn)狀分布于鎂合金基體當(dāng)中。同時(shí)在基體中生成了大量桿狀和針狀的Al11RE3相，其中大部分都分布于晶粒中，只有少量沿晶界分布。原本存在于AZ61中的Al8Mn5相由于富鈰混合稀土的加入而形成了Al10RE2Mn7三元相。這種三元相的也呈團(tuán)簇狀分布，與基體有較好的共格關(guān)系。經(jīng)熱擠壓后，針狀的Al11RE3相破碎并彌散分布于基體中而團(tuán)簇的Al10RE2Mn7相沿?cái)D壓方向分散開來;

4、鎂合金的晶粒得到細(xì)化，但隨著Mn/RE比例的變化，擠壓棒材各部位的晶粒尺寸有增大的趨勢。
　　 在力學(xué)性能方面，錳和稀土元素的復(fù)合添加形成了大量Al10RE2Mn7三元相，同時(shí)Al11RE3相破碎并彌散分布于AZ61+Mn+RE鎂合金基體中使得綜合力學(xué)性能在AZ61的基礎(chǔ)上得到了進(jìn)一步提高。成分2至成分6隨著Mn/RE的變化，鎂合金的抗拉強(qiáng)度和延伸率相對于AZ61均得到一定程度的提高。其中成分2的抗拉強(qiáng)度和伸長率最高，分別為27

5、3.88MPa和17.30％。除此之外，隨著Mn/RE比例的變化，成分2到成分6，無論抗拉強(qiáng)度還是伸長率，均有一個(gè)先降低后升高的過程。在拉伸斷口形貌上，對于抗拉強(qiáng)度和伸長率較好的成分，其斷口上均有大量的第二相(Al10RE2Mn7)存在，球狀A(yù)l10RE2Mn7相的存在強(qiáng)化了AZ61+Mn+RE的力學(xué)性能，而且韌窩和撕裂棱相對較多，解理面較少且解理面面積較小。這說明其塑性變形的能力較好，裂紋的擴(kuò)展需要更多的能量。而抗拉強(qiáng)度和伸長率均較低

6、的成分，其斷口形貌主要表現(xiàn)為大量的解理面和少量的韌窩且?guī)缀鯖]有第二相，這說明在拉伸過程中，裂紋沿解理面迅速拓展，最終試樣斷裂，因此其斷后伸長率較低。另外，AZ61和AZ61+Mn+RE的抗壓強(qiáng)度變化也較大。Mn和RE的復(fù)合添加使鎂合金的抗壓強(qiáng)度得到明顯的提高，且呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢。成分2與成分3具有較高的屈強(qiáng)比。在抗彎性能方面，但其抗彎強(qiáng)度變化明顯，隨著Mn/RE比例的變化，抗彎強(qiáng)度下降。當(dāng)Mn/RE比例為1.87時(shí)，其具有相對最

7、高的抗彎強(qiáng)度。
　　 在耐蝕性方面，AZ61所含第二相的種類和數(shù)量較少，故其開路電位較高，因此腐蝕傾向較低。對極化曲線擬合后得到不同成分下的電流密度。AZ61+Mn+RE的自腐蝕電流密度與AZ61鎂合金相比明顯下降，這說明在腐蝕初期AZ61+Mn+RE均具有較好的耐蝕性能。對于阻抗，表面膜電阻R2值越大，意味著表面膜對合金基體的保護(hù)能力越強(qiáng);電荷傳遞電阻R3值越大，表明腐蝕電化學(xué)的阻力越大。從擬合得到的數(shù)據(jù)來看，成分1至成分6的

8、耐蝕性能大體上是逐漸提高的。在鹽水浸泡試驗(yàn)中，通過不同時(shí)間的浸泡實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，AZ61隨浸泡時(shí)間的延長而加速腐蝕，其他成分鎂合金腐蝕速率前期較快，而后期形成保護(hù)層使腐蝕速率降低并趨于穩(wěn)定。鹽霧腐蝕實(shí)驗(yàn)與鹽水浸泡試驗(yàn)的結(jié)果大致相符。錳與稀土的復(fù)合添加提高了AZ61的耐蝕性，含量達(dá)到0.67時(shí)效果明顯。當(dāng)添加超過此值后，耐蝕性繼續(xù)提高，但幅度不大。
　　 Fe是鎂合金中主要的雜質(zhì)元素。在雜質(zhì)元素Fe元素的含量上，通過Mn和混合RE的復(fù)合