合金元素對耐熱鎂合金壓入蠕變性能的影響.pdf

1、本文以鑄造Mg-Al合金為基礎(chǔ)，通過合金化得到AE、AEC、AECJ和AECS系鎂合金。對鑄態(tài)、固溶態(tài)和時效態(tài)各合金的高溫壓入蠕變性能進(jìn)行試驗(yàn)，并對合金壓入蠕變前后的組織和相成分變化進(jìn)行檢測分析。結(jié)果表明： （1）AE42合金的鑄態(tài)組織主要由針狀的Al11La3相和少量顆粒狀A(yù)l2La相組成。Al11La3和Al2La在200℃下有很好的熱穩(wěn)定性，能阻礙晶界滑移和位錯運(yùn)動，以保證AE42合金的抗蠕變性能。Al在鎂基體中的固溶度高

2、，在應(yīng)力作用下有利于β-Mg17Al12相不連續(xù)析出，惡化了AE42合金的蠕變抗力。 （2）AEC4108L合金的析出相為分布在晶界處的細(xì)針狀和骨骼狀相，及晶內(nèi)的顆粒狀相。在AEC4108L合金中添加少量Sr后，合金得到細(xì)化，且在晶界處有魚骨狀新相析出。在AEC4108L中添加（0．2～0．8）wt．％Si后，合金中有漢字狀相析出。隨Si含量的增加，合金組織有細(xì)化的趨勢。AECS合金中有桿狀、顆粒狀、骨骼狀和漢字狀等相析出。且隨

3、Si含量增加，桿狀、顆粒狀和漢字狀相含量增加。壓入蠕變后，AEC4108L和AECJ410802L合金中無新相析出，但骨骼狀量減少；AECS合金中的短桿狀和顆粒狀相量有增加。 各合金的析出相在壓入蠕變過程中保持形貌基本不變。細(xì)針狀是Al11La3，骨骼狀是Al2Ca，顆粒狀是Al2La魚骨狀是Al4Sr，漢字狀是Mg2Si。AECS合金中的桿狀、顆粒狀和骨骼狀相的組成較復(fù)雜，為多元相或二元相的混合物。 （3）含NdPr混

4、合稀土的合金較含LPC的合金有更為明顯的晶界，但晶粒的細(xì)化程度較差。在AEC4108N和AEC4108L合金中添加少量sr后合金變得更為均勻，且合金中的析出相也變得更為明顯。AEC4108N和AEC4108L中的析出相形貌主要為針狀、顆粒狀、骨骼狀和部分片狀。AECJ410802N和AECJ410802L合金中的析出相的形貌變得更為明顯，除針狀、顆粒狀和骨骼狀相外，還在晶界處有少量魚骨狀相析出?；旌舷⊥罭dPr在對提高鎂合金抗蠕變性能的

5、作用比LPC混合稀土更明顯，適量的Sr可提高AEC合金的抗蠕變性能。 （4）合金經(jīng)熱處理后抗蠕變性能變差，鑄態(tài)最好，固溶態(tài)其次，時效態(tài)最差。熱處理后，合金的析出相形貌無大的變化，析出相變得細(xì)化。在晶界處有不同量的細(xì)小片狀和顆粒狀β-Mg17Al12相析出。壓入蠕變后，各形態(tài)合金的晶粒均有再結(jié)晶粗化的趨勢，且晶粒尺寸隨熱處理時間的增加而增大。在固溶過程中，合金中的β-Mg17Al12相幾乎都溶入鎂基體中，而在時效過程中又沿著晶界析

6、出。β-Mg17Al12相的低熔點(diǎn)是鎂合金抗蠕變性能差的重要原因。 （5）在試驗(yàn)溫度125℃、150℃、175℃、200℃，應(yīng)力為55MPa、75MPa、95MPa條件下，各合金的壓入蠕變數(shù)據(jù)可用εs=Aσnexp（-Qc/RT）表示。AE42、AEC4108L、AECJ410802L和AECS410808合金的平均應(yīng)力指數(shù)分別為3．06、3．173、3．12和3．039，平均蠕變激活能分別為72．4kJ/mol、33．985k