稀土對變形鎂合金組織與性能的影響研究.pdf

1、稀土變形鎂合金優(yōu)異的綜合力學(xué)性能，成為鎂合金領(lǐng)域的研究熱點之一。本文分別選取Mg-A1系和Mg-Zn系變形鎂合金為研究對象，通過光學(xué)金相分析(OM)，掃描電子顯微分析(SEM)，X射線衍射分析(XRD)，透射電子顯微分析(TEM)，等離子耦合光譜分析(ICP)，室溫拉伸試驗等多種分析和測試手段，系統(tǒng)研究稀土對變形鎂合金顯微組織和力學(xué)性能的影響。
　　 本文研究表明，AE系合金鑄態(tài)顯微組織都是典型的枝晶組織，主要由a-Mg基體、呈

2、桿狀或顆粒狀的Al4RE相和不規(guī)則塊狀相Mg17Al12組成。隨著RE元素的增加，合金中Al4RE相增多且沿晶界偏聚，合金強度、塑性降低。在低稀土含量AE41～AE71合金系中，隨著A1含量增加，合金中Mgl7All2相增多，逐漸沿晶界形成網(wǎng)狀，Al4RE相的量基本不變。Al的固溶強化和強化相Mg17Al12的共同作用使合金強度、塑性升高。在高稀土含量AE43～AE73合金系中，主要的第二相為Al4RE，A1含量增加使其細(xì)化、且呈彌散分

3、布，是合金性能優(yōu)化的一個重要原因。
　　 對擠壓后AE系合金的組織、性能進行研究發(fā)現(xiàn)，稀土元素的加入提高了合金的再結(jié)晶溫度，而合金中的Al則有利于熱變形過程中動態(tài)再結(jié)晶的順利進行，但二者對再結(jié)晶后的晶粒大小均沒有明顯影響。隨著RE元素的增加，擠壓后合金強度升高、塑性降低；Al含量增加則使合金強度、塑性均呈上升趨勢。退火之后，合金強度下降，塑性大幅升高。
　　 在Mg-Zn-Y系合金中，鑄態(tài)組織由a-Mg基體和中間相組成。

4、隨Y含量的增加，合金中Zn、Y原子比發(fā)生改變，導(dǎo)致中間相逐漸由I相向W相轉(zhuǎn)變，且中問相的百分?jǐn)?shù)增加。與此同時，基體晶粒尺寸逐漸減小，中間相由分散的桿狀向連續(xù)網(wǎng)狀轉(zhuǎn)變。
　　 均勻化處理使得Mg-6Zn-1Y和Mg-6Zn-2Y合金晶粒內(nèi)部有大量細(xì)小彌散的MgZn相析出。熱擠壓后，Mg-Zn-Y系合金的中間相破碎，沿擠壓方向呈顆?；蚶w維狀分布，合金在擠壓過程中發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶。擠壓態(tài)合金中存在兩種尺寸的第二相。與鑄態(tài)合金相比，擠壓態(tài)

5、合金受細(xì)晶強化、顆粒強化的共同作用，綜合力學(xué)性能得到明顯改善。
　　 固溶處理(T4)工藝使合金內(nèi)第二相大量溶解。然而，長時間保溫造成晶粒長大，并消除了擠壓變形后的加工硬化，因此，固溶處理后，合金強度降低，塑性提高。
　　 合金固溶后時效(T6)，合金中析出彌散分布的析出相，對合金產(chǎn)生析出強化作用。然而，T6處理后合金室溫強度低于擠壓態(tài)，而塑性高于擠壓態(tài)，這是由于T6處理析出相的強化作用與高溫固溶給合金帶來的軟化作用共同