Ca和微量Sr對AM80合金蠕變性能的影響及高溫變形行為研究.pdf

1、隨著世界各國對降低燃油消耗和減輕環(huán)境污染的日益重視,輕質(zhì)材料得到了快速的發(fā)展。但目前大部分商用鎂合金存在耐熱性能差,或者應(yīng)用成本高等不足,大大限制了其在高溫場合下(如汽車動力系統(tǒng))的應(yīng)用。由于鎂具有密排六方的晶體結(jié)構(gòu),其室溫成型性較差,所以高溫下的變形研究己成為鎂合金的一大研究趨勢。鎂合金的廣泛應(yīng)用迫切的需要新工藝、新技術(shù)的研究和開發(fā)。堿土元素Ca、Sr等,價格低廉,且在鎂合金合金化過程中具有細化組織、生成高熔點強化相等優(yōu)良特性。因此,

2、開發(fā)低成本、高耐熱性的堿土鎂合金便成為目前鎂合金領(lǐng)域的研究熱點之一。本文主要針對堿土元素Ca、Sr對AM80鎂合金顯微組織、蠕變性能和高溫壓縮變形過程中的變形力學(xué)行為和組織演變規(guī)律進行研究,為耐熱鎂合金的研究和變形提供理論指導(dǎo)。
　　 本文采用掃描電鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)、高溫蠕變試驗機等實驗手段研究了堿土元素Ca、Sr對自制的AM80鎂合金顯微組織、力學(xué)性能和蠕變性能的影響。還通過Gleeble-1500熱壓縮實

3、驗研究了AM80—0.2Sr-1.5Ca,鎂合金高溫熱壓縮變形的力學(xué)行為,變形溫度分別為300℃～450℃,應(yīng)變速率分別為0.01s-1～10s-1；分析了加工工藝參數(shù)對應(yīng)力.應(yīng)變曲線的影響,建立了高溫塑性本構(gòu)方程并求出了本構(gòu)方程中的系列常量；采用西德LeitZ公司MM=6臥式金相顯微鏡和JEO[,JSM-5610LV掃描電鏡等實驗分析設(shè)備觀察合金熱變形過程中顯微組織的變化情況,分析合金高溫塑性變形過程中的組織演變規(guī)律。
　　

4、研究發(fā)現(xiàn),在AM80合金中復(fù)合添加0.2％Sr和0.5％～2.5％Ca,Ca、Sr元素可逐步細化合金的鑄態(tài)組織。Ca原子與Al原子優(yōu)先結(jié)合在晶界處生成了高熔點相Al2Ca,抑制了低熔點相β-Mg17Al12的形成。高熔點相Al2Ca是主要的晶界強化相,替代低熔點相β-Mg17Al12,抑制了晶界滑動,改善了合金的高溫蠕變性能。當Ca含量增加到2.5％時,合金的高溫蠕變性能最優(yōu)。AM80—0.2Sr-1.5Ca,鎂合金高溫變形流變應(yīng)力隨變