熱擠壓和后續(xù)熱處理對AE系鎂合金組織性能的影響.pdf

1、稀土元素如鑭、鈰、釹、鐠、釔等，常常作為主合金或者微合金化元素添加到鋼鐵及有色金屬合金中，這些元素的加入能夠提高合金的力學(xué)性能，而稀土變形鎂合金比鑄造鎂合金有著更高的強度、更好的延展性，可以滿足更多樣化結(jié)構(gòu)件的需求，對變形鎂合金進行后續(xù)的熱處理可以改善其組織，優(yōu)化其性能，進一步擴展鎂合金的應(yīng)用領(lǐng)域。因此，本課題擬對鎂合金Mg-4Al-xRE進行熱擠壓變形加工和后續(xù)熱處理，利用光學(xué)顯微鏡和掃描電子顯微鏡觀察合金鑄態(tài)、擠壓態(tài)、熱處理態(tài)的微觀

2、組織，利用X射線衍射分析儀和X射線能譜儀分析合金相組成的變化，并對不同狀態(tài)下的合金進行布氏硬度和室溫拉伸性能測試，探討擠壓變形和后續(xù)熱處理對AE系合金微觀組織和力學(xué)性能的影響。
　　合金流動性測試表明：鑄態(tài)Mg-4Al4RE、Mg-4Al-5RE、Mg-4Al-6RE合金流動性螺旋試樣長度分別為49cm、55cm、57.5cm。
　　三種合金鑄態(tài)組織均由α-Mg基體和富稀土化合物組成，合金的相均由α-Mg、Al11Ce3、A

3、L11La3、Al3Ce、AlCes、Al4La相組成。
　　布氏硬度測試結(jié)果顯示，鑄態(tài)合金Mg-4Al-4RE、Mg-4Al-5RE、Mg-4Al-6RE硬度分別為58.8HB、56.4HB、57.2HB。室溫拉伸結(jié)果表明，鑄態(tài)合金Mg-4Al-4RE、Mg-4Al-5RE、Mg-4Al-6RE的抗拉強度分別為126.2MPa、138.5MPa、156.5MPa，延伸率分別為2.9％、3.3%、3.7%。鑄態(tài)下合金均表現(xiàn)出脆性斷

4、裂的特征。
　　三種合金經(jīng)過熱擠壓加工后，相組成并未發(fā)生變化，仍由α-Mg、Al11Ce3、AL11La3、Al3Ce、AlCe3、Al4La相組成。對合金進行力學(xué)性能測試表明：經(jīng)過熱擠壓后AE系合金力學(xué)性能得到大幅提升，合金的硬度提高了20%E右。Mg-4Al-4RE屈服強度由鑄態(tài)92.2MPa提升至218.3MPa，抗拉強度由鑄態(tài)的126.2MPa提升至293.5MPa；Mg-4Al-5RE屈服強度由鑄態(tài)73.9MPa提升至2

5、07.8MPa，抗拉強度由鑄態(tài)的138.5MPa提升至268.3MPa；Mg-4Al-6RE屈服強度由鑄態(tài)79MPa提升至202.5MPa，抗拉強度由鑄態(tài)的156.5MPa提升至260.9MPa。擠壓后三種合金延伸率分別為7.6%、7.1%、7.2%，相對于鑄態(tài)有所提高。
　　擠壓態(tài)Mg-4Al-4RE、Mg-4Al-5RE、Mg-4Al-6RE合金經(jīng)過T6(固溶+人工時效)熱處理后，合金的相均由α-Mg、Al11Ce3、AL11

6、La3、Al3Ce、AlCe3、Al4La、Mg17Al12相組成，與擠壓態(tài)相比，熱處理后析出了少量的β-Mg17Al12相。合金經(jīng)T5(人工時效)處理后，微觀組織沒有明顯變化。室溫拉伸結(jié)果表明：擠壓態(tài)AE系合金經(jīng)T6處理后，抗拉強度和延伸率均有所下降，斷裂方式表現(xiàn)為韌性和脆性混合斷裂；經(jīng)T5處理后，抗拉強度呈現(xiàn)出波動性變化，Mg-4Al-4RE合金在200℃下時效4h強度達到峰值為311.2MPa，Mg-4Al-5RE合金在200℃下