含特殊結構相鎂合金組織及性能研究.pdf

1、近年來，作為密度最低的商用金屬結構材料-鎂合金，因其具有高比強度、高比剛度以及極佳的阻尼性能，受到國內外學者的廣泛關注。然而，鎂合金耐磨性、抗蠕變性能、耐蝕性、耐熱性較差且強度偏低限制了其更加廣闊的應用。鎂合金中加入Zn和Y等元素可有效提高合金的室溫、高溫強度及抗蠕變性能，因此在航空、航天和民用交通等領域具有較好的應用前景。添加 Zn于 Mg-Y合金中往往會生成幾種合金相(準晶相、LPSO相及Mg-Y-Zn化合物)，而準晶相與長周期結構

2、相(LPSO)具有特殊晶體結構，當其作為第二相存在基體中可以起到特殊作用。本文詳細地研究了鑄態(tài)、熱處理態(tài)含有特殊結構相鎂合金的顯微組織，并對合金的室溫強度、硬度、摩擦磨損、耐腐蝕及阻尼性能進行了研究,得出主要結論如下：
　　(1)對于鑄態(tài) Mg93ZnxY7-x(x=2.33，2.8，3，3.5，6)合金而言，Zn/Y比對合金的相組成有著顯著影響,當Zn/Y為1:2時，合金的主要相組成為α-Mg，LPSO(Mg12ZnY)和W(M

3、g3Zn2Y3)相;當 Zn/Y分別為2:3,3:4和1:1時，合金的主要相組成為α-Mg和LPSO(Mg12ZnY)相;當Zn/Y為6:1時，合金的主要相組成為α-Mg和I相(Mg3Zn6Y)。合金的硬度、室溫強度、耐磨性、耐腐蝕性隨著Zn/Y的變化而發(fā)生顯著變化。綜合比較，Zn/Y為1:2時合金的硬度、耐磨性、塑性及耐腐蝕性最好。
　　(2)對于含 LPSO相的 Mg97Zn1Y2合金而言，熱處理對合金組織及性能有著顯著影響。

4、隨著固溶時間的增加Mg97Zn1Y2的組織發(fā)生顯著的變化，α-Mg枝晶發(fā)生熔斷；LPSO相在固溶過程中，不但沒有發(fā)生溶解，而且有長大趨勢。合金的硬度、強度、阻尼性能及耐腐蝕性能經過熱處理后有一定幅度的提高。
　　(3)對于含 I相的 Mg93Zn6Y1合金而言，熱處理對合金組織及性能影響顯著。經T6處理后，準晶相往往以六邊形或塊狀形貌析出于α-Mg相內部，且隨著時效時間的增加而增多。鑄態(tài)Mg93Zn6Y1合金的硬度、阻尼性能及耐腐

5、蝕性能隨著熱處理時間的增加而提高。
　　(4)首次在Mg-Y-Zn合金系中發(fā)現了準晶(I)和長周期結構(LPSO)相共存，該合金的化學成分為Mg80Y4Zn16（原子比）。該合金在連續(xù)的加熱過程中，在350℃時出現吸熱峰，對應Mg12YZn相溶解;位于426℃的吸熱峰，對應Mg3Zn6Y1相的熔點;出現于498℃的吸熱峰，對應于α-Mg相的熔點。該合金平均阻尼值為0.03，為高阻尼鎂合金，其硬度和耐腐蝕性能隨著固溶時間的增加呈現先