WE43稀土镁合金在熔炼的过程中严格按照QJ 1635—1989《铸造镁合金熔炼规范》进行。在熔炼过程中采用SF6与N2混合气体保护气氛来防止其氧化。
当温度到达760 ℃开始利用搅拌机连续搅拌1 h,同时静置1 h。当温度降到750 ℃时,开始浇铸。浇铸前要对模具进行预热处理,温度为400 ℃。然后将静置降温后待浇铸的熔体在金属模具的浇铸口平稳浇铸,期间同样采用SF6与N2混合气体保护,防止合金被氧化。浇铸完成后待金属模具自然冷却后取出铸锭(尺寸为25.0 cm×62.0 cm×55.5 cm)进行切取。
WE43耐热稀土镁合金在250 ℃×18 h时效后,进入了过时效阶段。在时效初期,固溶体过饱和度较大,溶质原子析出速度较快[11-12]。随着沉淀相析出的数量增加,其间距减小,位错的运动要有足够的能量才能从沉淀相的粒子上切过向前运动,使得合金的硬度不断地提高,从而合金的硬度迅速达到了峰值。但随着时效时间的增加,沉淀相的粒子不断地长大,其间距逐渐增大,而此时的位错将以绕过沉淀相粒子的机制向前运动,并在沉淀相的周围留下位错网,从而合金开始软化导致合金硬度降低。综上所述,WE43耐热稀土镁合金在250 ℃×16 h的时效后,可获得佳的强化效果。
1) WE43稀土镁合金铸态组织为等轴状晶粒,比较均匀,平均晶粒尺寸为40 μm。铸造冷却凝固的过程中,在晶界处形成了离异共晶组织。
2) 经520 ℃×8 h固溶处理后的组织,共晶相的数量和形态发生了明显的变化,枝晶偏析基本消除。230 ℃×8 h时效后稀土第二相的数量增加,并且在晶粒内部析出了点状稀土相。
3) 经过250 ℃×16 h的时效后,合金的硬度达到峰值,随着时效时间的继续延长,合金的硬度下降。
4) 固溶处理后WE43稀土镁合金的抗拉强度为162.59 MPa左右,断后伸长率约为5.0%;而经过250 ℃时效处理后,其抗拉强度增大,断后伸长率在4%左右。