等通道轉(zhuǎn)角擠壓Mg-Sn-(Al)合金的組織與力學(xué)性能.pdf

1、鎂合金具有低密度、高比強(qiáng)度、高比剛度等優(yōu)點(diǎn)近年來得到廣大科研工作者的關(guān)注。但其耐熱性能較差，目前成熟的耐熱筷合金都含有稀土元素而稀土昂貴的價(jià)格限制了它的廣泛應(yīng)用Mg-Sn系合金中的強(qiáng)化相Mg2Sn具有顯微硬度高、熔點(diǎn)高、熱穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，如能使強(qiáng)化相Mg2Sn粒子細(xì)化并均勻分布則可充分發(fā)揮第二相的彌散強(qiáng)化作用從而有望開發(fā)出不含稀土的、具有較高耐熱性能的錢合金。等通道轉(zhuǎn)角擠壓通過大塑性變形可有效細(xì)化合金基體組織充分破碎粗大增強(qiáng)相并使其彌散

2、分布，從而改善力學(xué)性能，是提高鎮(zhèn)合金性能的重要手段。
　　本文以Sn、Al為Mg的合金化元素采用普通熔鑄法制備出Mg-3.52Sn、Mg-6.54Sn和Mg-3.52Sn-3.32Al合金，并在固溶處理后通過等通道轉(zhuǎn)角擠壓（ECAP）的Be E各徑分別擠壓1、4、8道次。利用OM、SEM、EDS和XRD對合金組織形貌及第二相成分進(jìn)行分析表征，利用拉伸、壓縮、硬度測試以及斷口掃描分析合金的力學(xué)性能隨擠壓道次的關(guān)系，得到如下主要結(jié)論：

3、
　　（1）經(jīng)450℃／24h固溶處理后第二相分解溶入αMg基體中。在隨后的擠壓過程中Mg-Sn二元合金基體大量析出M叭Mg-3刃Sn-3ηAl合金基體會析出大量Mg2～和少量Mg11Al12。
　?。?）等通道轉(zhuǎn)角擠壓后合金組織中出現(xiàn)明顯的纖維組織。在330℃條件下經(jīng)1道次擠壓后，合金的晶粒得到細(xì)化有的晶粒沿?cái)D壓方向被拉長但仍存在一些大晶粒，導(dǎo)致晶粒大小不均勻。經(jīng)4道次擠壓后，Mg-Sn二元合金存在大量動態(tài)再結(jié)晶晶粒并且呈

4、等軸晶狀態(tài)晶粒細(xì)化效果明顯，合金組織變得均勻；Mg-3.52Sn-3.32Al合金動態(tài)再結(jié)晶受到抑制。
　?。?）經(jīng)1道次擠壓后Mg-3.52Sn合金的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度提高，抗壓強(qiáng)度下降4道次擠壓后，合金的抗拉強(qiáng)度基本不變，但屈服強(qiáng)度有所增加，硬度提高到43.2HV9.8o固溶態(tài)Mg-3.52Sn合金拉伸斷口形貌呈冰糖狀為沿晶斷裂。1、4道次擠壓后為韌性斷裂和脆性斷裂的混合型斷裂。
　?。?）Mg-6.54Sn合金的力學(xué)性

5、能隨擠壓道次的增加而增大，經(jīng)4道次擠壓后抗拉強(qiáng)度達(dá)到最大值176MPa，伸長率達(dá)到11.5％，硬度達(dá)到49.2 HV9.8。固溶態(tài)Mg-6.54Sn合金拉伸斷裂是脆性斷裂。1道次擠壓后是韌性斷裂占主導(dǎo)的混合型斷裂。4道次擠壓后屬于韌性斷裂。
　?。?）固溶態(tài)Mg-3.52Sn-3.32Al合金室溫抗拉強(qiáng)度和伸長率分別為174MPa和10.0%，硬度為48.3 HV9.8。隨著擠壓道次的增加力學(xué)性能先上升后下降，經(jīng)4道次擠壓后力學(xué)性

6、能達(dá)到最大值，抗拉強(qiáng)度為250MPa，伸長率為20.5%，硬度為61.3HV9.8；較固溶態(tài)分別提高43.7%、105%和26.9%。在150℃拉伸時(shí)，隨擠壓道次增加合金的抗拉強(qiáng)度增加緩慢，屈服強(qiáng)度和伸長率增加較大，4道次擠壓后屈服強(qiáng)度為103MPa，伸長率為26%。室溫拉伸時(shí)，固溶態(tài)Mg-3.52Sn-3.32Al合金呈準(zhǔn)解理斷裂，1、4、8道次擠壓后為韌性斷裂。在150℃拉伸時(shí)固溶態(tài)Mg-3.52Sn-3.32Al合金斷口上分布有大