鎂鍶合金高溫性能研究.pdf

1、耐熱鎂合金是鎂合金研究開發(fā)的熱點(diǎn)之一，提高鎂合金的耐熱性能可以拓寬鎂合金的應(yīng)用范圍。鎂合金在航空、汽車等領(lǐng)域的應(yīng)用可以顯著減輕自身重量、節(jié)約燃油、減少尾氣排放以緩解當(dāng)前國(guó)際范圍內(nèi)的能源緊缺和環(huán)境惡化的壓力，具有可觀的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和重要的社會(huì)意義。然而鎂合金較差的高溫性能不能滿足汽車部件高溫工作的要求，特別是高溫下鎂合金的強(qiáng)度較低、抗蠕變性能差等。
　　 本論文以Mg-Al系合金為基礎(chǔ)，通過添加堿土元素Sr使之合金化，采用熔煉爐、光學(xué)

2、顯微鏡、掃描電鏡、X射線衍射分析儀、Gleeble-1500D高溫拉伸試驗(yàn)機(jī)、保溫處理等設(shè)備和手段，較為系統(tǒng)地觀察、研究了鑄態(tài)和保溫后鎂鍶合金的微觀組織、高溫性能及斷口形貌，并分析其高溫強(qiáng)化機(jī)理。
　　 研究發(fā)現(xiàn)，在熔煉過程中，Mg-Sr中間合金是有效的添加合金，其可避免Al在合金中的含量過多。Mg-4Sr合金主要由a-Mg、Mg17Sr2相組成，Mg17Sr2沿晶界枝晶網(wǎng)狀組織分布。隨著Sr的加入，Sr促進(jìn)了Al、Zn原子向α

3、-Mg基體和共晶體中擴(kuò)散。另外由于各元素間電負(fù)性差值不同，Sr優(yōu)先與偏聚在晶界的Al化合而形成熱穩(wěn)定性好的Al4Sr相，部分的Al與Mg結(jié)合生成β-Mg17Al12，并使β-Mg17Al12相彌散分布。新生成的Al4Sr相的熔點(diǎn)(1040℃)比Mg17Al12相的熔點(diǎn)(437℃)高許多，Al4Sr相進(jìn)而更有效地釘扎晶界、阻礙位錯(cuò)沿晶界的攀移和滑移運(yùn)動(dòng)，從而提高合金的高溫性能。
　　 在150℃下，鑄態(tài)和保溫處理后的AZ91-Sr

4、和AJ62合金的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度均優(yōu)于AZ91合金，而其延伸率劣于AZ91。在200℃保溫處理8小時(shí)后的鎂鍶合金高溫綜合性能穩(wěn)定。鎂鍶合金高溫的斷裂面形態(tài)及組織分布特征表明，鎂鍶合金的斷裂方式為“解理斷裂+沿晶斷裂”。隨著Sr元素的添加，Mg17Al12相和較多的Al4Sr高溫穩(wěn)定相沿晶界分布，解理斷裂被抑制，沿晶斷裂趨勢(shì)增大。
　　 通過對(duì)AZ91-Sr和AJ62合金試樣200℃×8h長(zhǎng)時(shí)間保溫后的組織觀察，發(fā)現(xiàn)合金經(jīng)歷高溫