Mg-Zn-Y-Mn準(zhǔn)晶中間合金對(duì)AZ31變形鎂合金的晶粒細(xì)化研究.pdf

1、鎂合金是目前實(shí)際應(yīng)用中最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，在汽車(chē)、電子通信、航空航天和國(guó)防軍事等領(lǐng)域具有極其重要的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。然而由于鎂合金自身強(qiáng)度較低、塑性變形能力差等缺點(diǎn)，使其在某些結(jié)構(gòu)件的應(yīng)用上受到較大限制，因此開(kāi)發(fā)一種新型的高性能變形鎂合金已成為鎂合金研究中的重要課題。而晶粒細(xì)化則是提高變形鎂合金工藝性能以及開(kāi)發(fā)高性能變形鎂合金的技術(shù)基礎(chǔ)。由于二十面體準(zhǔn)晶相(I-phase)具有獨(dú)特的物理和力學(xué)性能，因此本文將I-phase作為一

2、種增強(qiáng)相添加到變形鎂合金中可大大提高變形鎂合金的力學(xué)性能，為新型鎂合金的開(kāi)發(fā)和實(shí)際應(yīng)用提供了一種新途徑。
　　 本文選用變形鎂合金中的AZ31作為研究對(duì)象，利用Mg-Zn-Y-Mn準(zhǔn)晶中間合金對(duì)AZ31鎂合金進(jìn)行變質(zhì)處理，進(jìn)而達(dá)到細(xì)化組織的目的。并對(duì)細(xì)化規(guī)律及組織與性能的相互關(guān)系運(yùn)用光學(xué)金相分析(OM)、掃描電鏡(SEM)、能譜分析(EDS)、X射線(xiàn)衍射分析(XRD)等多種分析和測(cè)試手段做了進(jìn)一步的研究，同時(shí)也就Mg-Zn-Y-

3、Mn準(zhǔn)晶中間合金對(duì)AZ31鎂合金的晶粒細(xì)化機(jī)制作了初步探討。
　　 主要研究結(jié)果如下：
　　 (1) Mg-Zn-Y-Mn準(zhǔn)晶中間合金對(duì)鎂合金有明顯的細(xì)化作用，且合金的相組成發(fā)生了變化，從α-Mg相+β(Mg17Al12)相變成了α-Mg相+β(Mg17Al12)相+I(Mg45Zn47Y5Mn3)相。添加5[％]Mg-Zn-Y-Mn準(zhǔn)晶中間合金AZ31鎂合金的平均晶粒尺寸由原來(lái)200μm左右減小到50μm左右。

4、　　 (2) 加入Mg-Zn-Y-Mn準(zhǔn)晶中間合金后20～30min內(nèi)細(xì)化效果可達(dá)到最佳，隨著時(shí)間的繼續(xù)延長(zhǎng)細(xì)化效果逐漸減弱。
　　 (3) Mg-Zn-Y-Mn準(zhǔn)晶中間合金可顯著影響AZ31合金的力學(xué)性能，加入5[％]Mg-Zn-Y-Mn準(zhǔn)晶中間合金，使合金的硬度值達(dá)到峰值為60.63HB，比基體合金提高了18.65[％]；拉伸強(qiáng)度達(dá)到最大值179.16MPa，提高的幅度為32[％]；200℃下保溫20分鐘，合金的高溫抗拉強(qiáng)

5、度達(dá)到了114.52 Mpa，比基體合金提高了28.06[％]。加入2[％]Mg-Zn-Y-Mn準(zhǔn)晶中間合金，使合金的沖擊韌度達(dá)到最大值28.487J/cm2，提高的幅度為13[％]；伸長(zhǎng)率也達(dá)到最大值為10.765[％]，提高的幅度為76.5[％]。
　　 (4) 為了改善鑄錠化學(xué)成分和組織的不均勻性，以提高其塑性，需要對(duì)鑄錠進(jìn)行均勻化退火處理，而且Mg-Zn-Y-Mn準(zhǔn)晶中間合金的加入能縮短均勻化處理的時(shí)間。通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出最佳