Mg-Al-Si合金往復擠壓及變質處理的組織與性能.pdf

1、本文以AS42、AS44、AS66三種合金為研究對象,針對其在凝固過程中過冷度比較小的情況下,第二相Mg<,2>Si相易呈粗大漢字狀,嚴重影響合金的強度和韌性.為消除Mg<,2>Si相不利影響,采用往復擠壓方式,研究了不同擠壓參數對合金中Mg<,2>Si相和基體組織性能的影響. 研究結果表明:對于Mg-4Al-2Si合金,隨著擠壓道次的增加,Mg<,2>Si相和基體晶粒尺寸不斷減小,在擠壓應力的作用下,基體首先沿晶界形成亞晶結構

2、, 進而通過亞晶合并機制形成較大尺寸的大角度亞晶；隨后,通過晶界遷移、亞晶進一步合并和轉動,發(fā)生動態(tài)再結晶,最終形成細小的大角度晶粒.隨著往復擠壓道次的增加,材料的塑性應變和變形量繼續(xù)增加,Mg<,2>Si相更加細小,位錯密度進一步加大,基體形成更加細小的再結晶等軸晶.當擠壓道次達到6次時,Mg<,2>Si相尺寸大約為2μm,基體晶粒尺寸為2-3μm左右,合金抗拉強度為261.97Mpa,相對于鑄態(tài)抗拉強度增長130.77﹪.變形后期合

3、金受變形時的應變硬化和回復同時作用,使得組織基本不再細化而趨于穩(wěn)定. 對Mg-4Al-2Si合金在150℃高溫條件下拉伸試驗表明:擠壓道次小于8時對合金高溫抗拉強度影響不大；當擠壓道次為8次時,合金抗拉強度開始迅速增長；當擠壓道次為11次時,其抗拉強度達到256.67 MPa,相對于鑄態(tài)抗拉強度增長91.5﹪. 對Mg-4Al-2Si合金鑄態(tài)和往復擠壓態(tài)進行熱處理,420℃處理可使?jié)h字狀:Mg<,2>Si相發(fā)生球化.經過

4、420℃,16h處理后,漢字狀Mg<,2>Si已全部轉變?yōu)榍驙?而且呈細小、彌散分布.此時合金抗拉強度為168.23Mpa,相對鑄態(tài)合金增加48.2﹪,而且合金出現(xiàn)明顯塑性變形行為.擠壓態(tài)Mg-4Al-2Si合金經過熱處理后組織中Mg<,2>Si顆粒和基體晶粒均發(fā)生粗化,合金硬度、抗拉強度與屈服強度均出現(xiàn)不同程度降低. 由于Mg-4Al-4Si和Mg-6Al-6Si合金鑄態(tài)組織中Mg<,2>Si相主要以粗大共晶狀存在,往復擠壓對

5、其細化不明顯,合金抗拉強度變化不大,而采用微量Sb的加入使鑄態(tài)Mg-4Al-4Si和Mg-6Al-6Si合金中共晶Mg<,2>Si相轉變?yōu)榧毿≈?其原因是高熔點Mg<,3>Sb<,2>相與Mg<,2>Si相共格,作為異質形核核心抑制枝晶長大,細化了Mg<,2>Si相.對于Mg-4Al-4Si合金當Sb的加入量為1.0wt﹪時,合金的抗拉強度和屈服強度分別為169.54 MPa和132.96MPa,比未變質合金提高49.3﹪和26.1