Y對(duì)鑄態(tài)AZ31鎂合金微觀組織及力學(xué)性能的影響.pdf

1、鎂合金具有低密度、高比強(qiáng)度、高比剛度、減震性、尺寸穩(wěn)定性、電磁屏蔽性良好、加工性能及鑄造性能優(yōu)異等特點(diǎn)，被人們譽(yù)為“21世紀(jì)的綠色工程材料”，在汽車(chē)工業(yè)、航空航天、醫(yī)療器械等許多領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用前景。AZ31鎂合金是工業(yè)應(yīng)用最為廣泛的鎂合金之一，但其綜合力學(xué)性能還有待進(jìn)一步提高。鎂合金的微觀組織與性能有著密切的關(guān)系，通過(guò)改變鎂合金的微觀組織可大大改善其性能，從而拓寬應(yīng)用范圍。
　　 本文采用金屬型鑄造法制備出AZ31-xY實(shí)

2、驗(yàn)合金，利用光學(xué)顯微鏡(OM)、場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(SEM)、能譜儀(EDS)、X射線衍射儀(XRD)、硬度測(cè)試及室溫、高溫拉伸實(shí)驗(yàn)等多種分析測(cè)試方法，系統(tǒng)地研究了稀土元素Y對(duì)鑄態(tài)AZ31鎂合金微觀組織和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:
　　 1)稀土元素Y的添加能夠顯著細(xì)化鑄態(tài)AZ31鎂合金的顯微組織，改變合金的組織形態(tài)和相組成。當(dāng)Y含量為0.5％時(shí)，粗大的β-Mg17Al12相的枝晶尺寸和二次枝晶間距明顯變小，并有部分β-Mg17Al

3、12相呈短條狀與顆粒狀，組織中未發(fā)現(xiàn)含有Y的化合物。當(dāng)Y含量進(jìn)一步增多至1.0％時(shí)，合金組織中產(chǎn)生Al2Y相，呈塊狀和針狀彌散分布于晶內(nèi)和晶界，合金組織進(jìn)一步細(xì)化，平均晶粒尺寸由未加Y時(shí)的208μm降至47μm，降低幅度約為77.4％。當(dāng)Y含量為1.5％時(shí)，塊狀、針狀的Al2Y相有增多、增大和聚集的趨勢(shì)，合金組織粗化。
　　 2)不同含量Y的添加對(duì)實(shí)驗(yàn)合金硬度的影響主要體現(xiàn)在:實(shí)驗(yàn)合金的硬度是隨著Y含量的增加而上升的。在Al2Y

4、相成為合金中主要第二相時(shí)，硬度上升最明顯，造成這一現(xiàn)象的主要原因是由于合金組織的細(xì)化和高硬度第二相的析出。
　　 3)Y能夠提高鑄態(tài)AZ31合金的室溫拉伸性能。隨著Y含量的增加，合金的強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率都呈先增加后降低趨勢(shì)。含1.0％Y合金的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率值最高，分別為225 MPa、159MPa和8.2％，比不含Y時(shí)分別提高了30.8％、69.1％和70.8％。“細(xì)晶強(qiáng)化”是提高鑄態(tài)AZ31-xY合金力學(xué)性能的主要強(qiáng)化機(jī)

5、制。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)Y添加過(guò)量時(shí)，組織中的Al2Y相容易聚集成團(tuán)，造成合金組織和成分不均勻，從而引起應(yīng)力集中，導(dǎo)致合金力學(xué)性能下降。
　　 4)適量Y的加入可以提高合金的高溫力學(xué)性能。AZ31-xY合金的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度隨拉伸溫度的升高而降低，伸長(zhǎng)率則隨拉伸溫度的升高而升高。含1.0％Y合金的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率值最高，分別為128MPa、112MPa和11.3％，比不含Y時(shí)分別提高了30.6％、47.4％和85.2％?！暗?/p>