含Sm鎂合金顯微組織和力學(xué)性能控制的基礎(chǔ)研究.pdf

1、含Sm鎂基合金作為一種有發(fā)展前途的鎂合金，其研究開發(fā)正受到國內(nèi)外的廣泛關(guān)注和高度重視。目前，含Sm鎂基合金的研究主要集中在含Sm鎂合金體系相圖的建立完善以及利用Sm合金化和/或微合金化改性現(xiàn)有鎂合金等方面，而對于把Sm作為主要合金元素開發(fā)新型含Sm鎂合金方面的研究也還非常少。此外，對于Sm合金化和/或微合金化影響鎂合金組織性能的研究也還非常不系統(tǒng)，一是涉及的鎂合金牌號較少，二是合金化和/或微合金化對含Sm鎂合金組織性能影響的研究還基本上

2、沒有涉及。因此，針對含Sm鎂合金顯微組織和力學(xué)性能的控制展開基礎(chǔ)研究，對于高性能含Sm鎂基合金的開發(fā)及擴大鎂合金的應(yīng)用具有非常重要的理論指導(dǎo)意義和實際應(yīng)用價值。
　　本文基于所設(shè)計的Mg-3Sm-1.2Mn-0.9Sc/1Zn和Mg-3Y-2Zn-0.6Zr（wt.％）基鎂合金，利用差熱分析（DSC）、光學(xué)顯微鏡（OM）、X射線衍射儀（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）和拉伸性能測試等手段，主要研究了Zr微合金化和熱處理對Mg-3

3、Sm-1.2Mn-0.9Sc/1Zn基試驗鎂合金顯微組織和力學(xué)性能的影響以及 Sm添加和熱處理對Mg-3Y-2Zn-0.6Zr試驗鎂合金顯微組織和力學(xué)性能的影響，并得到了以下主要研究結(jié)果：
　　（1）Mg-3Sm-1.2Mn-0.9Sc試驗鎂合金的鑄態(tài)組織主要由初生α-Mg、少量顆粒狀Mg41Sm5和Mn2Sc三種相組成。同時，添加0.6wt.%Zr到Mg-3Sm-1.2Mn-0.9Sc鎂合金中后，合金鑄態(tài)組織中合金相的類型沒有發(fā)

4、生明顯改變，但合金的晶粒被細(xì)化。此外，添加0.6wt.%Zr到Mg-3Sm-1.2Mn-0.9Sc鎂合金中后，合金的室溫抗拉性能出現(xiàn)出現(xiàn)不同程度的降低。
　　（2）熱處理對Mg-3Sm-1.2Mn-0.9Sc基試驗鎂合金的室溫抗拉性能存在較大的影響。當(dāng)含Zr和不含Zr的Mg-3Sm-1.2Mn-0.9Sc鎂合金經(jīng)T4（525℃×12h+淬水）和T6（525℃×12h+淬水+250℃×24h+空冷）熱處理后，合金的抗拉強度和延伸率均

5、有增加，但屈服強度均稍有降低。在T4和T6兩種熱處理方式中，以T6熱處理對試驗鎂合金室溫抗拉性能的改善相對較佳。此外，Mg-3Sm-1.2Mn-0.9Sc基鎂合金經(jīng)T5（275℃×36h/48h）處理后，不含Zr鎂合金的室溫抗拉性能下降，并且其抗拉強度和延伸率隨著T5處理時間的延長會進(jìn)一步降低。相反，含Zr鎂合金的室溫抗拉性能在T5熱處理后略有增加，并且其抗拉強度和延伸率會隨著 T5處理時間的增加而增加。
　?。?）Mg-3Sm-

6、1.2Mn-1Zn試驗鎂合金的鑄態(tài)組織主要由初生α-Mg和Mg41Sm5兩種相組成。同時，添加0.6wt.%Zr到Mg-3Sm-1.2Mn-1Zn鎂合金中后，合金鑄態(tài)組織中合金相的類型沒有發(fā)生變化，但合金的晶粒被明顯細(xì)化。此外，添加0.6wt.%Zr到Mg-3Sm-1.2Mn-1Zn鎂合金中后，合金的室溫抗拉性能被明顯改善。
　　（4）熱處理對Mg-3Sm-1.2Mn-1Zn基試驗鎂合金室溫抗拉性能的影響明顯。當(dāng)含Zr和不含Zr的

7、Mg-3Sm-1.2Mn-1Zn鎂合金經(jīng)T4（500℃×12h+淬水）熱處理后，不含Zr合金的室溫抗拉性能顯著改善，而含Zr合金的室溫抗拉強度和延伸率雖然也大幅提高，但其室溫屈服強度稍有降低。同時，與T4處理后的室溫抗拉性能相比，含Zr和不含Zr的Mg-3Sm-1.2Mn-1Zn鎂合金經(jīng)T6（500℃×12h+淬水+250℃×24h+空冷）處理的室溫抗拉性能改善不明顯。此外，Mg-3Sm-1.2Mn-1Zn基鎂合金經(jīng)T5（275℃×36

8、h/48h）處理后，含Zr鎂合金的室溫抗拉性能在T5熱處理后會降低，相反，不含Zr鎂合金的室溫抗拉性能在T5處理后稍微有所增加。
　?。?）Mg-3Y-2Zn-0.6Zr試驗鎂合金的鑄態(tài)組織主要由初生α-Mg相、Mg12YZn(X)相、Mg3Y2Zn3(W)相以及少量的Mg24Y5相組成，并且當(dāng)試驗合金中添加3wt.%Sm后，合金鑄態(tài)組織中合金相的類型沒有發(fā)生變化。同時，添加3wt.%Sm還會降低Mg-3Y-2Zn-0.6Zr試驗