合金元素對粉末冶金Mg合金組織和性能的影響.pdf

1、對于結(jié)構(gòu)部件來說，尤其是那些對強(qiáng)度要求很高的結(jié)構(gòu)部件，低密度的Mg合金極具吸引力。提高M(jìn)g合金強(qiáng)度的一個重要方面就是向其中加入合金元素。本文采用粉末冶金工藝制備鎂合金。通過光學(xué)顯微鏡、XRD、SEM以及各種力學(xué)性能測試手段分別研究元素Al、Zr、Si和Mn對Mg合金組織性能的影響。
　　采用粉末冶金工藝在550℃、氬氣氣氛燒結(jié)4h條件下制備了Mg-xAl-1.5Zr(x=0、2、4、6、8％，質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，下同)合金。合金的組織主要

2、由α-Mg基體、β-Mg17Al12相、Zr以及一些微小孔隙組成。隨著Al含量的逐漸增加，合金中孔隙的數(shù)量和大小降低，合金的顯微組織趨于均勻化。合金的硬度和抗彎強(qiáng)度隨Al含量的增加先升高后降低，當(dāng)Al含量達(dá)到6%時，合金的硬度和抗彎強(qiáng)度分別達(dá)到最大值79.7HV和224Mpa。
　　采用機(jī)械合金化和粉末冶金工藝制備了Mg-6Al-xZr(x=0、3、6、9%)合金。機(jī)械合金化過程提高了粉體自由能，有效地促進(jìn)了粉末燒結(jié)。在550℃燒

3、結(jié)4h時燒結(jié)態(tài)合金中存在Mg基體、Zr以及Mg17Al12相，同時存在大量微孔。隨著合金中Zr含量的升高，Mg晶粒尺寸總體呈現(xiàn)下降趨勢，合金顯微組織趨于均勻。Zr的加入提升了合金的硬度和抗彎強(qiáng)度。合金的顯微硬度和抗彎強(qiáng)度在加入9Zr%時達(dá)到最大值，為75.6HV和321.125MPa。650℃和700℃下復(fù)燒后的基體α-Mg晶粒尺寸依然呈不規(guī)則狀，無明顯變化。隨著燒結(jié)溫度的升高，合金中的孔隙數(shù)目及尺寸降低。同時，Al元素向Zr顆粒內(nèi)部擴(kuò)

4、散并生成了Al3Zr金屬中間相。
　　對于Mg-xSi-1.5Zr(x=1、3、6%)和Mg-xMn-1.5Zr(x=1、3、6%)合金來說，機(jī)械合金化后的粉末中未生成金屬間化合物，Mn、Si、Zr是以單質(zhì)形式存在；前者在燒結(jié)后有Mg2Si新相生成，且Mg2Si相的數(shù)量隨硅含量的增加而增加；Mn的存在削弱了Zr的細(xì)晶強(qiáng)化的效果，隨著Mn含量的增加，晶粒有細(xì)微的增大。Mg-Si-Zr合金的抗彎強(qiáng)度和硬度隨著Si含量的增加而增加，Mg