耐熱合金是指在高溫下具有高的抗氧化性、抗蠕變性與持久強(qiáng)度的合金，也叫高溫合金。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)(特別是航空、火箭等)的發(fā)展，金屬材料或制品的工作溫度不斷提高。在高溫合金的領(lǐng)域內(nèi)，大量使用的主要是鐵基、鎳基和鈷基高溫合金。從合金晶體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度觀點出發(fā)，高溫強(qiáng)化的3個基本特點：(1)提高位錯在滑移界面運動的阻力，即增加滑移式變形機(jī)構(gòu)的形變抗力。(2)減緩位錯的擴(kuò)散型運動過程，以抑制擴(kuò)散型形變機(jī)構(gòu)的進(jìn)行。(3)改善晶體結(jié)構(gòu)狀態(tài)，以增加晶界強(qiáng)化作用;或是取消晶界，以消除晶界在高溫時的薄弱環(huán)節(jié)。近幾十年來，已研制出一系列高溫合金，其使用溫度由650℃提高到11℃左右。

  

同溫度軋制后,表面形貌發(fā)生明顯變化,6℃軋制后合金表面氧化嚴(yán)重;合金微觀組織沿晶界發(fā)生氧化,隨著軋制溫度升高,合金的氧化加劇;不同溫度軋制后合金中并未產(chǎn)生新相,不同溫度下的物相峰值有所變化;軋制過程中合金表面會形成一層致密且修復(fù)能力強(qiáng)的氧化膜,稀土元素在氧化膜中發(fā)生了擴(kuò)散現(xiàn)象,氧化膜在6℃軋制后出現(xiàn)了顯微裂縫;5℃軋制后合金的力學(xué)性能最好,其抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和延伸率分別為:340,305MPa和2.8%;3個溫度軋制后合金的斷裂方式相同,均為沿晶斷裂。Mg-Y-Ce-Zr合金抗氧化性能好,不同溫度軋制后合金的氧化膜未發(fā)生明顯的增厚現(xiàn)象,軋制溫度對合金的力學(xué)性能影響顯著,5℃軋制要解決這些問題唯一的途徑就是提高鎂合金的抗氧化性能。

本課題從鑄造鎂合金生產(chǎn)中熔體阻燃的問題入手,歸納了目前常見的熔劑覆蓋、氣體保護(hù)、半固態(tài)成形和合金化等阻燃方法,對比分析了各種阻燃方法的特點和不足,總結(jié)出了合金化方法的優(yōu)點和發(fā)展前景:如若能找到合適的合金化元素,將不僅能提高鎂合金熔體的阻燃性能,而且同時還能提高鎂合金高溫(未熔狀態(tài))抗氧化性能和常溫耐腐蝕性能,對不同狀態(tài)下鎂合金的氧化行為起到限制作用,相比其他方法將具有更加徹底的“阻燃”意義,可以實現(xiàn)利用同種同量的合金化元素,同時解決目前鎂合金應(yīng)用推廣中所面臨的大部分難題。本課題選取經(jīng)成分優(yōu)化配比的混合稀土(RE)作為合金化元素,添加到目前廣泛應(yīng)用的ZM5鎂合金中。