AZ91D鎂合金均勻化連續(xù)與等溫冷卻退火的組織和性能.pdf

1、鑄態(tài)Mg-Al系鎂合金在凝固過程中存在嚴(yán)重的偏析,組織很不均勻,在晶界處析出粗大網(wǎng)狀的β-Mg17Al12相,合金力學(xué)性能明顯惡化。因此,改善β-Mg17Al12相的形態(tài)和分布是Mg-Al系合金熱處理強(qiáng)化的重點(diǎn)。本文選擇具有代表性的AZ91D鎂合金,對其進(jìn)行均勻化退火處理,考察了在連續(xù)和等溫兩種冷卻方式下β-Mg17Al12相的脫溶析出行為和對合金力學(xué)性能的影響。利用光學(xué)顯微鏡、掃描顯微鏡等觀察合金的顯微組織,利用X射線衍射儀分析合金相

2、成分,并對合金的布氏硬度、顯微硬度及拉伸等性能進(jìn)行測試,對合金的凝固過程和脫溶析出過程進(jìn)行分析,探討不同的冷卻方式對合金組織和力學(xué)性能的影響。AZ91D鎂合金經(jīng)過均勻化退火處理后,粗大網(wǎng)狀的β相溶解,冷卻過程中脫溶析出。經(jīng)均勻化退火連續(xù)冷卻后,β-Mg17Al12相以層片狀析出。當(dāng)冷卻速度為1.206K/min時(shí),p相未能全面析出,層片組織呈細(xì)長形,層片間距差異較大。隨著冷卻速度的減慢,β-Mg17Al12相的析出量增多,層片間距變大。

3、冷卻速度降到0.402K/min以下時(shí),β相在所有晶粒內(nèi)析出,并有少量層片組織熔斷,層片間距趨于均勻化。AZ91D鎂合金經(jīng)均勻化退火等溫冷卻后,β-Mg17Al12相同樣以層片狀組織析出。等溫溫度一定時(shí),β-Mg17Al12相析出量隨著時(shí)間地延長而增加。等溫溫度350℃時(shí),只有少量層片狀和塊狀組織在晶界處析出,晶內(nèi)沒有析出。等溫溫度為300℃和250℃時(shí),β-Mg17Al12相在晶界和晶內(nèi)完全析出所需時(shí)間分別為6h和4h,大量的層片組織

4、發(fā)生熔斷變短和球?；F(xiàn)象。等溫冷卻溫度為200℃和150℃時(shí),p相大量析出,等溫6h后,晶內(nèi)仍有少量未析出區(qū)域。β-Mg17Al12相平均層片間距隨等溫溫度升高而增大。450℃固溶條件下的合金組織析出量與420℃相比有所減少,晶粒尺寸增長也更為顯著。對比兩種冷卻方式,等溫冷卻可以得到更為均勻和多樣的層片組織。對AZ91D鎂合金進(jìn)行力學(xué)性能測試結(jié)果表明：鑄態(tài)AZ91D鎂合金經(jīng)均勻化退火處理后,布氏硬度從鑄態(tài)的57.7HB增加到連續(xù)冷卻后的