鎂合金是較輕的結構材料之一(密度為1.75~1.90 g/cm3)，具有較高的比強度和比剛度、較高的尺寸穩定性和阻尼減震性、良好的機械加工性能，且易于回收利用，被譽為“21世紀綠色工程金屬”[1,2]，在汽車、電子、家電、通信、儀表以及航空航天等領域得到了廣泛的應用[3,4,5,6]
Mg-Al系合金是目前應用最廣的鎂合金之一，但是其耐熱性能不高，工作溫度超過120℃時高溫力學性能明顯降低[7,8,9]
添加RE元素可提高Mg-Al合金高溫性能
在AZ91鎂合金中加入稀土元素Y可生成耐高溫的Al2Y相和細化組織，提高其室溫和高溫性能[10]
在AZ31鎂合金中加入Nd使鎂合金的抗拉強度和伸長率有一定程度的提高[11]
添加Bi，也能提高鎂合金的室溫和高溫性能
任文亮等[12]研究了Bi對AZ81鎂合金組織和力學性能的影響，發現添加0.5%~2.5%(質量分數)的Bi使其鑄態組織明顯細化，在基體中生成熱穩定性較高的顆粒相Mg3Bi2
添加Bi提高合金室溫和高溫力學性能的機理，是彌散強化和細晶強化
李濤[13]研究Bi對Mg-6Al-1Sm合金組織和性能的影響時發現，添加Bi后生成長條狀和顆粒狀Mg3Bi2相，雖然沒有使合金的室溫抗拉強度和延伸率明顯提高，但是能顯著改善其高溫(150℃)力學性能
其原因是，添加Bi生成的高熔點Mg3Bi2相(熔點823℃)具有較高的熱穩定性，彌散分布的Mg3Bi2相在高溫下具有釘扎晶界的作用，對晶界移動的阻礙使合金的溫力學性能提高
鑒于此，本文在Mg-3Al-3Nd鎂合金中添加不同含量的Bi元素，研究Bi含量對Mg-3Al-3Nd鎂合金的組織和性能影響
1 實驗方法
實驗用Mg-3Al-3Nd-xBi(x=0,1,2,3)合金錠用井式電阻爐中熔煉，原料有：工業純Mg(Mg≥99.5%，質量分數，下同)，純Al(Al≥99.9%)，純Bi(Bi≥99.95%)和Mg-30%Nd中間合金
為確保合金在熔煉過程中不氧化，加入RJ-2覆蓋劑溶體
純Mg完全熔化后升溫至760℃，保溫10 min后加入純Al、純Bi和Mg-30%Nd中間合金
原料全部熔化后機械攪拌1 min以使其均勻，將其在720℃靜置10 min后除渣，然后澆入預熱溫度為250℃的金屬型模具
合金的名義化學成分列于表1
Table 1
表1
表1實驗合金的名義
聲明：
“Bi對Mg-3Al-3Nd合金顯微組織和力學性能的影響” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：陳亮,王麗萍,馮義成,王雷,趙思聰
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2025年07月09日 ~ 11日 
