含準(zhǔn)晶相的Mg-Zn-Y系合金強(qiáng)流脈沖電子束表面改性研究.pdf

1、普通凝固法因其諸多優(yōu)點(diǎn)成為了制備自生鎂基準(zhǔn)晶合金的主要方法之一。準(zhǔn)晶在軟質(zhì)鎂材料中起到很好的固溶強(qiáng)化作用，但制備的準(zhǔn)晶合金組織粗大，偏析嚴(yán)重，對(duì)鎂合金的表面耐磨性等性能產(chǎn)生不利的影響。強(qiáng)流脈沖電子束(HCPEB)是近年來新興的表面處理技術(shù)，基于它在鎂合金處理方面取得的成果，本文利用此方法對(duì)鎂基準(zhǔn)晶合金進(jìn)行了表面處理。通過SEM（附帶EDS）、XRD、TEM分析檢測(cè)方法對(duì)強(qiáng)流脈沖電子束處理前后的樣品進(jìn)行了表面微觀組織分析，并對(duì)其宏觀維氏硬

2、度、顯微硬度和耐磨性能進(jìn)行了研究。得出結(jié)論如下:
　　(1) SEM發(fā)現(xiàn)在合金Ⅰ(Mg67Zn30Y3)和Ⅱ(Mg73Zn26Y)的原始組織中有三種形貌的相，而合金Ⅱ中還分布有大量的層片狀共晶組織。經(jīng)EDS和XRD分析證明黑色枝晶是α-Mg，灰色基體是Mg7Zn3，花瓣?duì)钕嗍菧?zhǔn)晶IQ(化學(xué)式為Mg3Zn6Y)，層片狀共晶組織由α-Mg和準(zhǔn)晶IQ組成。TEM測(cè)試得出的五次對(duì)稱電子衍射花樣證明花瓣?duì)钕嗍菧?zhǔn)晶，這表明我們用普通凝固方法在

3、合適的冷卻速率下成功制備了鎂基準(zhǔn)晶。從原始樣相同倍數(shù)的SBSE圖中看出，合金Ⅰ中的準(zhǔn)晶相含量多于合金Ⅱ中的。
　　(2)加速電壓為23.4kV的HCPEB表面處理后，掃描電鏡(SEM)及其附帶的X射線能譜(EDS)顯示，處理樣表面平整，各元素幾乎均勻分布，元素偏析現(xiàn)象得到明顯改善，粗大組織和相界消失，鑄態(tài)氣孔被重熔液填充，并且有細(xì)小的彌散物分布，對(duì)TEM檢測(cè)顯示出的納米環(huán)進(jìn)行計(jì)算后發(fā)現(xiàn)是準(zhǔn)晶;XRD分析中，也發(fā)現(xiàn)仍然有準(zhǔn)晶存在。T

4、EM圖中顯示的衍射襯度表明HCPEB處理后，合金表面位錯(cuò)密度增加。截面面掃描圖和SEM表明重熔層致密，重熔層厚度在5.16～7.56μm。
　　(3)經(jīng)HCEPB不同脈沖次數(shù)處理后，樣品表面的維氏硬度得到了不同程度的提高。相同參數(shù)下，合金Ⅰ的硬度值高于合金Ⅱ的。合金Ⅰ的2次脈沖處理的樣品維氏硬度提高最顯著，其硬度值為2999MPa，相比于原始樣品硬度值提高了44.0％;合金Ⅱ的2次脈沖處理的樣品維氏硬度提高最為顯著，其硬度值為23

5、62.8MPa，與原始相比提高了33.8％。合金Ⅰ截面上顯微硬度的變化表明:2次、10次和15次脈沖處理樣品的顯微硬度呈現(xiàn)上下波動(dòng)的變化趨勢(shì)，與原始樣品相比其顯微硬度均出現(xiàn)增大的現(xiàn)象，處理樣品截面上的最大顯微硬度值處于50～100μm深度范圍內(nèi)。
　　(4)合金Ⅰ原始樣品的摩擦系數(shù)變化較平穩(wěn)，平均摩擦系數(shù)為0.24，2次、10次和15次脈沖處理樣的平均摩擦系數(shù)分別為0.20、0.23和0.18。合金Ⅱ原始樣品、2次、10次和15次