Mg-6Zn-xCu鎂合金半固態(tài)組織及性能研究.pdf

1、Mg-Zn-Cu合金是一種新型的Mg-Zn系耐熱鎂合金，已成功商業(yè)化。但國(guó)內(nèi)外仍偏重于該合金的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，相關(guān)研究報(bào)道卻非常少，且多集中在砂型鑄造合金和變形合金的顯微組織、合金相以及蠕變性能和耐蝕性能等方面，很少?gòu)陌牍虘B(tài)角度探討該合金。本文采用金屬型鑄造方法成功制備出新型的Mg-6Zn-xCu(x=1，3，5)鎂合金，并利用光學(xué)顯微鏡、X射線衍射儀、掃描電子顯微鏡以及力學(xué)性能測(cè)試等手段分析了鑄態(tài)和半固態(tài)合金的微觀組織，同時(shí)還研究了固溶時(shí)效

2、處理和Cu含量的變化對(duì)合金力學(xué)性能的影響，以期為Mg-Zn-Cu合金的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和研究提供理論和實(shí)踐依據(jù)。
　　 結(jié)果表明，Cu在合金中主要以CuMgZn化合物形式存在，且隨著Cu含量的增加而增加；在凝固過(guò)程中，CuMgZn富集在已結(jié)晶的α-Mg表面，阻礙了其長(zhǎng)大，從而細(xì)化了晶粒，但過(guò)量的CuMgZn偏聚晶界，引起局部的應(yīng)力集中，對(duì)合金的力學(xué)性能產(chǎn)生負(fù)面影響；所以合金抗拉強(qiáng)度和延伸率在1.0％Cu時(shí)達(dá)到最大，分別為208MPa和

3、13.5%；在Cu的續(xù)加過(guò)程中，斷裂方式由準(zhǔn)解理斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)榻饫頂嗔押脱鼐嗔选?br>　　 隨后對(duì)合金進(jìn)行熱處理，分析表明：Mg-6Zn-1Cu合金經(jīng)440℃固溶16h后，獲得最大的塑韌性δ=15.75%，再于160℃時(shí)效20h，由于細(xì)小彌散的CuMgZn析出相顆粒強(qiáng)化效果顯著，獲得最好的力學(xué)性能，即σb＝281.67MPa、δ＝15.23%、78.46HV，合金的斷裂方式由鑄態(tài)經(jīng)固溶態(tài)再到時(shí)效態(tài)也發(fā)生相應(yīng)的轉(zhuǎn)變，準(zhǔn)解理斷裂→準(zhǔn)解理伴

4、有大量韌窩的混合型斷裂→解理斷裂；經(jīng)450℃固溶8h再于160℃時(shí)效20h后，Mg-6Zn-5Cu合金的抗拉強(qiáng)度、延伸率和維氏硬度較鑄態(tài)(σb=198.00MPa，δ=8.31%，52.83HV)同樣得到了顯著改善，最大值分別達(dá)σb=246.67MPa、δ=18.75%、62.40HV。
　　 最后研究還發(fā)現(xiàn)，半固態(tài)等溫?zé)崽幚砜梢允筂g-6Zn-xCu鎂合金的枝晶組織轉(zhuǎn)變?yōu)榍蛐晤w粒組織，其演變過(guò)程為：二次枝晶臂脫落、消失→晶粒長(zhǎng)