稀土Nd对ZM5合金组织与腐蚀性能的影响

镁合金具有优良的阻尼减震性能和优良的机械加工性能，可切削加工和回收，因此被称为21世纪的“绿色”工程材料。稀土镁合金具有高强、耐热、耐腐蚀等性能特点，促进镁合金材料在新领域中的开发和利用，尤其在汽车工业、通讯电子等行业领域中的广泛应用，具有现实意义。因此，开发成本低、性能好的新型稀土镁合金，对镁合金和稀土材料领域的发展具有极大的推动作用。稀土不仅对镁合金的力学性能有明显的强化作用，而且对镁合金的铸造性能也有良好的影响。在镁合金领域，稀土优异的净化、强化性能不断被人们认识和掌握，为丰富和发展镁合金工业做出了贡献。本研究以应用较多的ZM5为基，加入稀土元素Nd，探讨稀土元素对ZM5合金显微组织与腐蚀性能的影响，为稀土镁合金的研究与应用提供一定的理论参考。

　　铸态ZM5镁锭成分(质量分数，%)为：8.5Al，0.5Zn，0.35Mn，Si≤0.25，Fe≤0.08，Ni<0.01，Ca<0.01，其余为Mg。稀土钕以Mg-Nd中间形式加入，合金中的组分(质量分数，%)为：2Nd，0.2Ti，其余为ZM5。合金熔炼试验采用GWJ-005型中频无芯感应熔炼炉，在350mL低碳钢制的坩埚中进行。当熔体温度达730℃时，分别加入不同质量分数的Mg-Nd中间合金，采用RJ-2熔剂进行覆盖，用菱镁矿进行精炼，在740℃浇注试样。利用红外自控焊条烘箱进行固溶处理，温度(415±5)℃，保温时间20h，水冷。利用电热鼓风箱进行不同时间(2、5、7、9和11h)、不同温度(100、150和200℃)的时效处理。

　　随着Nd的加入，ZM5合金基体组织和第二相明显细化，显微组织有一定程度改善。稀土Nd对ZM5合金的硬度影响不是很明显，ZM5+Nd与ZM5相比，不同时效温度、时间与硬度关系曲线的起伏规律是相似的。ZM5+Nd合金过时效处理后，其晶粒会变得粗大，硬度有所下降。稀土Nd的加入，减少了合金腐蚀贯穿性裂纹的产生，降低ZM5合金腐蚀速率，提高合金抗腐蚀能力。固溶和时效处理对ZM5+Nd合金性能有很大的影响，合金经过适当时效处理后，硬度有所提高，抗腐蚀能力更是显著提高。