WE54(Mg-5.4Y-2.3Nd-1.6Gd-0.5Zr)镁合金试样在铸态、T4和T6状态下,呈现出不同的显微组织形貌特征和微区化学成分,而且力学性能也随着处理工艺的不同而发生变化。采用金相显微镜、大功率X射线衍射仪、高分辨场发射扫描电镜及能谱仪分析研究了WE54合金的微观组织形貌、析出相以及微区化学成分的变化。结果表明,WE54合金在铸造状态下,Mg12Nd和Mg24Y5两种新相沿着晶界析出,呈现出网状结构,稀土Gd完全固溶在基体之中,在晶内和晶界析出物的微区化学成分分析中没有发现Gd;经过固溶处理后,铸态时沿晶界分布的大块析出物几乎全部固溶于基体Mg之中,力学性能有所提高;经过人工时效后,晶内析出大量细小的新相。经过对比试样沿横向和纵向析出相的特点,确定该析出相为片状结构。析出相沿3个方向排列分布,而且3个方向之间夹角互成120°,呈现出严格的位向关系,合金的强度进一步得到提高,但伸长率有所降低。
近些年来,镁合金作为轻质结构材料在航空、航天、汽车工业以及电子产品等领域得到了广泛应用[1~3]。在镁合金中添加RE金属能够显著提高合金的室温力学性能和高温抗蠕变能力。目前,国内外研究者采用的合金化RE元素主要包括Y、Nd、Sc、La、Ce等。WE54合金是此类稀土镁合金中较应用较为广泛的镁稀土合金之一
WE54镁合金板材特性
1、镁合金的特点:在实用金属中是轻的金属,镁的比重大约是铝的2/3，是铁的1/4。它是实用金属中的轻的金属,高强度、高刚性。
应用范围:镁合金广泛用于携带式的器械和汽车行业中，达到轻量化的目的。
2、镁合金的比重虽然比塑料重，但是，单位重量的强度和弹性率比塑料高，所以，在同样的强度零部件的情况下，镁合金的零部件能做得比塑料的薄而且轻。另外，
由于镁合金的比强度也比铝合金和铁高，因此，在不减少零部件的强度下，可减轻铝或铁的零部件的重量。
应用范围:手机电话，笔记本电脑上的液晶屏幕的尺寸年年增大，在它们的枝撑框架和背面的壳体上使用了镁合金。
3、传热性:虽然镁合金的导热系数不及铝合金，但是，比塑料高出数十倍，因此，镁合金用于电器产品上，可有效地将内部的热散发到外面。
应用范围:在内部产生高温的电脑和投影仪等的外壳和散热部件上使用镁合金。电视机的外壳上使用镁合金可做到无散热孔。
4、电磁波屏蔽性:镁合金的电磁波屏蔽性能比在塑料上电镀屏蔽膜的效果好，因此，使用镁合金可省去电磁波屏蔽膜的电镀工序。
应用范围:在手机电话的壳体和屏蔽材料上使用了镁合金。
5、机械加工性能:镁合金比其他金属的切削阻力小，在机械加工时，可以较快的速度加工。
镁铝锌合金：AZ31B、AZ40M、AZ61M、AZ91D等
镁锰合金：M2M等
镁锌锆合金：ZK61M、ZK61S等
稀土合金：WE54 WE43 WE94
镁合金棒WE54比其他金属的切削阻力小,在机械加工时,可以较快的速度加工。 表：各种金属的切削阻力（以镁合金的切削阻力为1) 金属名 切削阻力 镁合金 1.0 铝合金 1.8 黄铜2.3 铸铁3.5
耐凹陷性好：镁合金与其他金属相比抗变形力大,由冲撞而引起的凹陷小于其他金属。
对振动·冲击的吸收性：由于镁合金对振动能量的吸收性能好,使用在驱动和传动的部件上可减少振动。另外,冲击能量吸收性能好,比铝合金具有更好的延伸率的镁合金,受到冲击后,能吸收冲击能量而不会产生断裂。
镁合金棒WE54与塑料不同,它可以简单地再生使用且不降低其机械性能,而塑料很难在不降低其机械性能再生使用。镁合金棒WE54与其他金属相比,熔点低,比热小,在再生熔解时所消耗的能源是新材料制造所消耗的能源的4%。 表：各种材料的物理性质比较
镁合金棒WE54的化学转化膜按溶液可分为：铬酸盐系,有机酸系,磷酸盐系,KMnO4系,稀土元素系和锡酸盐系等。 传统的铬酸盐膜以Cr为骨架的结构很致密,含结构水的Cr则具有很好的自修复功能,耐蚀性很强。但Cr具有较大的毒性,废水处理***较高,开发无铬转化处理势在必行。镁合金在KMnO4溶液中处理可得到无定型组织的化学转化膜,耐蚀性与铬酸盐膜相当。碱性锡酸盐的化学转化处理可作为镁合金化学镀镍的前处理,取代传统的含Cr,F或CN等有害离子的工艺。化学转化膜多孔的结构在镀前的活化中表现出很好的吸附性,并能改镀镍层的结合力与耐蚀性。
有机酸系处理所获得的转化膜能同时具备腐蚀保护和光学,电子学等综合性能,在化学转化处理的新发展中占有很重要的地位。 化学转化膜较薄,软,防护能力弱,一般只用作装饰或防护层中间层。
1）镁合金棒WE54表面极易形成的氧化镁,不易清除干净,严重影响镀层结合力； （2）镁的电化学活性太高,所有酸性镀液都会造成镁基体的迅速腐蚀,或与其它金属离子的置换反应十分强烈,置换后的镀层结合十分松散； （3）***相（如稀土相,γ相等）具有不同的电化学特性,可能导致沉积不均匀； （4）镀层标准电位远镁合金基体,任何一处通孔都会增大腐蚀电流,引起严重的电化学腐蚀,而镁的电极电位很负,施镀时造成针孔的析氢很难避免； （5）镁合金棒WE54铸件的致密性都不是很高,表面存在杂质,可能成为镀层孔隙的来源。
因此,一般采用化学转化膜法先浸锌或锰等,再镀铜,然后再进行其它电镀或化学镀处理,以增加镀层的结合力。镁合金电镀层有Zn,Ni,Cu-Ni-Cr,Zn-Ni等涂层,化学镀层主要是Ni-P,Ni-W-P等镀层。 单一化学镀镍层有时不足以很好地保护镁合金。有研究通过将化学镀Ni层与碱性电镀Zn-Ni镀层组合,约35μm厚的镀层经钝化后可承受800-1000h的中性盐雾腐蚀。也有人采用化学镀镍作为底层,再用直流电镀镍能得到微晶镍镀层,平均结晶颗粒大小为40nm,因晶粒的细化而使镀层孔隙率大大降低,结构更致密。 电镀或化学镀是同时获得耐蚀性和电学,电磁学和装饰性能的表面处理方法。缺点是前处理中的Cr,F及镀液对环境污染严重；镀层中多数含有重金属元素,增加了回收的难度与***。由于镁基体的特性,对结合力还需要改善。