WE43是目前开发较为成功的商用稀土镁合金之一,使用温度可以达到250℃,并具有的室高温力学性能和较为平衡的材料成本。室温抗拉强度高达350MPa,300℃时抗拉强度仍有170MPa,可满足直升机传动系统、轨道交通动力系统、航空发动机、导弹制造、医用材料等不同层次的性能需求。
由于稀土元素特的物理和化学性质,添加到镁合金中,可以起到净化杂质、细化组织和合金化的综合作用,中铝郑州轻研合金生产的WE43不仅能够具有350MPa以上的室温性能,高温强度也能够达到250MPa以上,同时在高低温变化状态下能够维持强度320MPa和延伸率8%以上的力学性能,因此,该材料能够适应高、低温复杂多变服役(作业)环境,具有广泛的应用前景。
通过实验室小批量试验到中试、终实现大批量生产,解决了WE43合金半连续铸棒缺陷多、内应力大、轧制过程中容易开裂,中厚板以及薄板成品力学性能不足的一系列生产技术难题,终形成镁稀土合金的全流程生产能力,相比于真空熔炼,这种半连续铸造的方式大大提高了镁稀土合金的生产效率。
WE43镁稀土合金主要应用于有强烈减重需求和须承受空间温度变化的航空、航天和武器装备领域,包括座舱骨架、机头罩、门框、肋板、梁、导弹挂架、导弹舱体、发动机引擎及气缸和变速箱壳体等零部件
WE43耐热稀土镁合金在520 ℃×8 h固溶后,时效温度为250 ℃,时间为12、16和18 h下的抗拉强度和伸长率曲线,可以看到固溶处理后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%;而经过时效处理后,其抗拉强度明显增加,断后伸长率在4%左右。Mg-Y二元合金在567 ℃时发生共晶反应:L→α-Mg+Mg24Y5。Mg24Y5是面心立方晶格,且晶格常数a=1.125 nm;在567 ℃时,Y在Mg中的大溶解度为12.6%,且随着温度的下降溶解度降低,所以Mg-Y合金具有明显的时效硬化特性
WE43稀土镁合金在时效处理后,由于先前的520 ℃固溶处理8 h使得Y、Nd溶入镁基体中形成镁基固溶体,从而导致晶格发生畸变,位错运动的阻力增加,产生固溶强化的作用,合金强度提高。同时,第二相(硬脆相)的部分溶入镁基体使得第二相减少,合金的塑性提高;由于Y、Nd在镁的基体中的固溶度分别为12.6% 和3.6%,并且随着温度的降低其溶解度急剧减少,所以WE43镁合金在时效后具有明显的时效强化特性,时效析出的细小弥散第二相可以有效的钉扎晶界,抑制晶界滑移,阻碍位错运动,产生弥散强化的作用,使得基体强化,从而时效后合金整体的强度增加、塑性降低