镁合金是较轻的结构材料之一(密度为1.75~1.90 g/cm3)，具有较高的比强度和比刚度、较高的尺寸稳定性和阻尼减震性、良好的机械加工性能，且易于回收利用，被誉为“21世纪绿色工程金属”[1,2]，在汽车、电子、家电、通信、仪表以及航空航天等领域得到了广泛的应用[3,4,5,6]
Mg-Al系合金是目前应用最广的镁合金之一，但是其耐热性能不高，工作温度超过120℃时高温力学性能明显降低[7,8,9]
添加RE元素可提高Mg-Al合金高温性能
在AZ91镁合金中加入稀土元素Y可生成耐高温的Al2Y相和细化组织，提高其室温和高温性能[10]
在AZ31镁合金中加入Nd使镁合金的抗拉强度和伸长率有一定程度的提高[11]
添加Bi，也能提高镁合金的室温和高温性能
任文亮等[12]研究了Bi对AZ81镁合金组织和力学性能的影响，发现添加0.5%~2.5%(质量分数)的Bi使其铸态组织明显细化，在基体中生成热稳定性较高的颗粒相Mg3Bi2
添加Bi提高合金室温和高温力学性能的机理，是弥散强化和细晶强化
李涛[13]研究Bi对Mg-6Al-1Sm合金组织和性能的影响时发现，添加Bi后生成长条状和颗粒状Mg3Bi2相，虽然没有使合金的室温抗拉强度和延伸率明显提高，但是能显著改善其高温(150℃)力学性能
其原因是，添加Bi生成的高熔点Mg3Bi2相(熔点823℃)具有较高的热稳定性，弥散分布的Mg3Bi2相在高温下具有钉扎晶界的作用，对晶界移动的阻碍使合金的温力学性能提高
鉴于此，本文在Mg-3Al-3Nd镁合金中添加不同含量的Bi元素，研究Bi含量对Mg-3Al-3Nd镁合金的组织和性能影响
1 实验方法
实验用Mg-3Al-3Nd-xBi(x=0,1,2,3)合金锭用井式电阻炉中熔炼，原料有：工业纯Mg(Mg≥99.5%，质量分数，下同)，纯Al(Al≥99.9%)，纯Bi(Bi≥99.95%)和Mg-30%Nd中间合金
为确保合金在熔炼过程中不氧化，加入RJ-2覆盖剂溶体
纯Mg完全熔化后升温至760℃，保温10 min后加入纯Al、纯Bi和Mg-30%Nd中间合金
原料全部熔化后机械搅拌1 min以使其均匀，将其在720℃静置10 min后除渣，然后浇入预热温度为250℃的金属型模具
合金的名义化学成分列于表1
Table 1
表1
表1实验合金的名义
声明：
“Bi对Mg-3Al-3Nd合金显微组织和力学性能的影响” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色网
来源：陈亮,王丽萍,冯义成,王雷,赵思聪
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2025年05月23日 ~ 25日 
