AZ31-xSr合金及其組織和性能研究.pdf

1、鎂合金是目前實(shí)際應(yīng)用中最輕的金屬工程材料，具有比強(qiáng)度高、比彈性模量高、阻尼減震性好、導(dǎo)熱性好、靜電屏蔽性好、密度低等優(yōu)點(diǎn)，被稱為21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ牟牧?。AZ31變形鎂合金作為目前應(yīng)用最廣泛的商用鎂合金之一，它具有中等的室溫強(qiáng)度，良好的延展性以及優(yōu)良的抗大氣腐蝕能力，而且價(jià)格便宜。但是AZ31鎂合金的室溫力學(xué)性能還是相對(duì)偏低，而且其高溫性能差，這在很大程度上限制了其推廣應(yīng)用，因此迫切需要提高該合金的力學(xué)性能。
　　本論文以AZ3

2、1鎂合金為基礎(chǔ)，較系統(tǒng)地研究Sr及擠壓變形對(duì)AZ31鎂合金的微觀組織和力學(xué)性能的影響。采用光學(xué)顯微鏡（OM）、掃描電子顯微鏡(SEM)、能譜分析(EDS)、X-射線衍射儀(XRD)和力學(xué)性能測(cè)試等檢測(cè)手段對(duì)鑄態(tài)和擠壓態(tài)實(shí)驗(yàn)合金進(jìn)行了表征。研究了Sr含量對(duì)AZ31鎂合金的微觀組織和力學(xué)性能的影響規(guī)律；探索了擠壓變形對(duì)AZ31-xSr鎂合金微觀組織和力學(xué)性能的影響規(guī)律，分析了AZ31-xSr鎂合金的斷裂機(jī)制。
　　研究結(jié)果表明：

3、>　?、勹T態(tài)AZ31鎂合金主要由α-Mg、Mg17Al12相組成。添加微量的Sr對(duì)AZ31鎂合金具有良好的變質(zhì)細(xì)化作用。隨著Sr含量的進(jìn)一步增加，合金中出現(xiàn)Al4Sr相，Al4Sr相以顆粒狀和桿狀分布在晶界；當(dāng)Sr含量增至1.2wt％時(shí)，Al4Sr呈網(wǎng)狀分布于合金的晶界，同時(shí)合金中有少量大塊狀Mg-Al-Sr三元相，Mg17Al12相則基本消失。
　?、阼T態(tài)AZ31-xSr鎂合金常溫力學(xué)性能特點(diǎn)：隨著Sr含量的增多，合金的抗拉強(qiáng)度

4、和屈服強(qiáng)度呈先增加后降低的趨勢(shì)。當(dāng)Sr含量為0.8wt%時(shí)，合金的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率達(dá)到最佳，分別為195MPa、104MPa和7.6%，比AZ31鎂合金分別提高了27.6%、46.5%和58.3%。拉伸斷口形貌顯示，斷裂形式為解理斷裂及其演變的韌窩斷裂的復(fù)合斷裂。
　?、跘Z31-xSr鎂合金在350℃擠壓過(guò)程中存在動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，其晶粒與鑄態(tài)相比顯著細(xì)化。當(dāng)Sr含量低于1.2wt%時(shí)，Sr元素主要以Al4Sr相呈細(xì)小顆粒狀

5、和桿狀分布于合金基體中；當(dāng)Sr含量為1.2wt%時(shí)，Al4Sr相呈網(wǎng)狀分布于晶界。
　?、軘D壓態(tài)AZ31-xSr鎂合金的常溫強(qiáng)度與鑄態(tài)合金的常溫強(qiáng)度的變化趨勢(shì)相似，隨著Sr含量的增加呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢(shì)，而延伸率的在Sr含量為0.4wt%時(shí)達(dá)到最優(yōu)，比AZ31鎂合金提高22.4%。當(dāng)Sr含量為0.8wt%時(shí)，擠壓態(tài)合金抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度分別達(dá)到最大值308.5MPa和239.8MPa，分別比擠壓態(tài)AZ3l合金提高11.5%和1