細(xì)晶粒Mg-5Zn-1Mn-xSn鎂合金板材組織、性能及焊接行為研究.pdf

1、ZM(Mg-Zn-Mn)系鎂合金是一種可熱處理強(qiáng)化的高強(qiáng)鎂合金，與ZK系(Mg-Zn-Zr)相比，其性能相當(dāng)，但成本更低。然而ZM系鎂合金的發(fā)展仍然受到晶粒粗大、塑性較低、耐熱性能差及熱裂傾向大等缺陷的制約。并且高強(qiáng)鎂合金一般都具有較高的Zn含量，導(dǎo)致高強(qiáng)鎂合金具有十分差的焊接性。
　　晶粒細(xì)化及合金化是改善鎂合金綜合力學(xué)性能的有效措施，同時(shí)采用激光焊接方法也可以有效改善鎂合金焊接難的問題。本論文以ZM51(Mg-5Zn-1Mn)

2、合金為研究對象，研究了少量Sn元素添加對ZM51合金板材顯微組織及力學(xué)性能的影響。并對ZM51-xSn板材的焊接性進(jìn)行了研究，研究結(jié)果如下:
　　(1)少量Sn元素的添加可以有效地細(xì)化ZM51合金的鑄態(tài)組織，改變合金中第二相的組成、分布及形貌。ZM51-xSn合金的相組成主要為α-Mg、Mg7Zn3、MgZn2及Mg2Sn。隨著Sn含量的增加，晶界上的Mg7Zn3相的尺寸減小，同時(shí)顆粒狀的Mg2Sn相的數(shù)量不斷增多。
　　(

3、2) Sn元素的添加能夠有效促進(jìn)高應(yīng)變速率軋制過程中的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶過程，并且有效地提高鎂合金板材的綜合力學(xué)性能。Sn元素通過細(xì)化初始晶粒、降低層錯(cuò)能的形式促進(jìn)再結(jié)晶。同時(shí)生成的Mg2Sn相可以作為再結(jié)晶晶粒的形核質(zhì)點(diǎn)，從而細(xì)化再結(jié)晶組織。當(dāng)軋制溫度為350℃，Sn添加量為0.6％wt時(shí)，軋制板材表現(xiàn)出最優(yōu)的力學(xué)性能，其抗拉強(qiáng)度及延伸率分別為337MPa和21％。
　　(3) ZM51-0.6Sn焊接接頭半熔化區(qū)內(nèi)存在有兩種液化現(xiàn)象，

4、一種為沿晶界分布的液化現(xiàn)象，另一種為液化熔池現(xiàn)象。前者主要由基體熔化機(jī)制及偏析誘導(dǎo)液化機(jī)制導(dǎo)致，后者是由大尺寸的殘余MgZn相液化導(dǎo)致產(chǎn)生。
　　(4) ZM51-0.6Sn合金板材具有很高的抗裂紋敏感性，在焊接接頭中并沒有發(fā)現(xiàn)明顯的宏觀裂紋的存在。焊接接頭的半熔化區(qū)內(nèi)存在有顯微裂紋及空穴，但是由于母材晶粒尺寸細(xì)小、低熔點(diǎn)第二相細(xì)小彌散，再加上激光焊焊接熱輸入低，顯微裂紋及空穴并沒有擴(kuò)展成為宏觀裂紋。
　　(5) Sn含量的