ZK60鎂合金氫氣下球磨的氫化反應(yīng)和組織演變研究.pdf

1、鎂合金是現(xiàn)有金屬結(jié)構(gòu)材料中密度最小的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料。與其它金屬結(jié)構(gòu)材料相比,鎂合金具有比強(qiáng)度高、比剛度大、阻尼性能好,電磁屏蔽性能好等一系列優(yōu)點(diǎn),在航空航天、汽車、電子、通訊等重要領(lǐng)域都有及其重要的應(yīng)用價(jià)值與廣闊的應(yīng)用前景。ZK60(Mg-Zn-Zr系)鎂合金是高強(qiáng)度鎂合金系中性能最優(yōu)的一種合金。但是由于鎂合金具有密排六方(HCP)晶體結(jié)構(gòu),對(duì)稱性低,滑移系少,塑性變形能力與加工能力差,其應(yīng)用受到很大的限制。眾所周知,細(xì)化晶粒是改善鎂合金

2、加工性能,提高塑性的一種重要方法。目前細(xì)化鎂合金晶粒的方法主要有鑄造過(guò)程中進(jìn)行變質(zhì)處理、半固態(tài)成形或擠壓鑄造、劇烈塑性變形等方法。但是這些方法最低只能將鎂合金的晶粒細(xì)化到0.5～1μm左右,很難細(xì)化到納米級(jí)大小。HDDR(氫化-歧化-脫氫-再結(jié)合)工藝是一種制備超細(xì)晶稀土永磁粉末材料的氫處理新技術(shù)。由于鎂與氫氣反應(yīng)可以生成氫化鎂,并且該反應(yīng)可逆,因此可以應(yīng)用HDDR工藝來(lái)處理鎂合金達(dá)到細(xì)化晶粒的目的。但是常規(guī)方法生成氫化鎂的反應(yīng)需要在高

3、溫和高壓力下進(jìn)行,實(shí)驗(yàn)要求較高。用高能球磨法產(chǎn)生的機(jī)械能可以替代熱能成為鎂與氫氣反應(yīng)的驅(qū)動(dòng)力,促使反應(yīng)進(jìn)行。因而可以將氫化反應(yīng)與機(jī)械球磨法相結(jié)合,在室溫下得到晶粒為納米級(jí)的氫化鎂粉末。本文研究的是ZK60鎂合金在氫氣下球磨的氫化機(jī)理和組織結(jié)構(gòu)演變情況。研究了氫氣壓力、球料比和球磨轉(zhuǎn)速對(duì)ZK60鎂合金吸氫動(dòng)力學(xué)的影響,通過(guò)XRD、SEM和TEM實(shí)驗(yàn)分析球磨過(guò)程中材料的組織結(jié)構(gòu)演變規(guī)律。通過(guò)實(shí)驗(yàn)表明,常溫時(shí)在0.5MPa氫氣壓力,球料比60