微量Sr對(duì)AZ80變形鎂合金組織及性能的影響.pdf

1、鎂合金作為一種輕質(zhì)工程材料，具有比重輕、高比強(qiáng)度、高比剛度，以及良好的鑄造性能、良好的電磁屏蔽能力和易于再生利用等一系列獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)件在汽車、飛機(jī)、計(jì)算機(jī)及通訊等設(shè)備上獲得了日益廣泛的應(yīng)用，因此鎂合金被認(rèn)為是21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ暮颓巴镜牟牧?。但是鎂合金是密排六方結(jié)構(gòu)，滑移系少，變形困難。鎂合金除了鑄造外，很少有效的方法可以利用，鎂合金應(yīng)用受到限制，為了克服上述缺點(diǎn)，充分挖掘鎂合金的潛力，加速開發(fā)鎂合金材料對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展有

2、著重要的意義。 本試驗(yàn)利用OM、XRD、DSC、SEM、EDS、腐蝕性能和力學(xué)性能研究了微量Sr對(duì)AZ80變形鎂合金的鑄態(tài)、一次擠壓態(tài)和二次擠壓態(tài)的組織結(jié)構(gòu)和性能的影響。研究結(jié)果表明：鑄態(tài)時(shí)，合金的顯微組織主要是a-Mg基體和離異共晶析出的化合物β-Mg17Al12相組成，添加0.02％Sr和0.16％Sr的2＃和3＃合金中未發(fā)現(xiàn)存在不同于原始AZ80成分的1＃合金組織的新相，而添加0.30Sr％的4＃合金中有新的Mg17Sr2

3、相生成；添加微量Sr元素，合金晶粒得到明顯的細(xì)化，且隨著Sr含量的增加，細(xì)化程度不斷增加，晶界上形成粗大的斷續(xù)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；合金中的Sr元素幾乎都在晶界上存在而Mn、Zn和Al元素通過面分布分析也主要存在在晶界上，Sr可能以兩種形式存在于合金中，Sr一方面以固溶形式存在于合金中，影響Mg17Al12相的形態(tài)，作為表面活性元素細(xì)化晶粒；一方面生成新的化合物相(Mg17Sr2相)，Mg17Sr2相是高溫穩(wěn)定相，提高合金的共晶溫度，從而細(xì)化晶粒；

4、含Sr的三種合金的抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率較不含Sr的合金分別提高了20-25MPa和40-100％。 一次擠壓()后，合金的相組成沒有發(fā)生變化，仍然以基體a-Mg和離異共晶析出的化合物β-Mg17Al12相組成，但合金晶粒得到了不同程度的細(xì)化；組織發(fā)生了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，加Sr的合金再結(jié)晶較完全，組織更均勻，擠壓流向不及AZ80合金明顯；AZ80合金的組織是原始組織和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的混合組織。合金的性能與鑄態(tài)相比，抗拉強(qiáng)度提高了90-120MP

5、a，伸長(zhǎng)率提高2-3.5倍；一次擠壓態(tài)時(shí)，合金抗拉強(qiáng)度相差不大，但是伸長(zhǎng)率卻有明顯的提高。 當(dāng)其他參數(shù)不變時(shí)，增加擠壓比進(jìn)行二次擠壓，二次擠壓后，合金都發(fā)生了完全再結(jié)晶，合金的抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率相比于一次擠壓又有所提高，最高強(qiáng)度達(dá)到350MPa但是伸長(zhǎng)率變化不明顯。晶粒更加細(xì)小。但是在二次擠壓態(tài)下添加0.16％和0.30％Sr的合金的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶顆粒有明顯的粗大現(xiàn)象。2＃合金具有抗拉強(qiáng)度350MPa和伸長(zhǎng)率13.0％良好的綜合性能。

6、從擠壓過程來看，在相同的時(shí)間內(nèi)因含Sr合金的伸長(zhǎng)率較高其加工效率較高且易于加工成型，擠壓表面光滑明亮。二次擠壓態(tài)時(shí)，除AZ80合金的伸長(zhǎng)率有所下降外，加Sr合金的伸長(zhǎng)率略有提高。 通過熱處理優(yōu)化試驗(yàn)，獲得合金最佳的時(shí)效處理工藝為175℃×16h；時(shí)效處理后，合金的抗拉強(qiáng)度都得到明顯提高，1＃和2＃合金的抗拉強(qiáng)度達(dá)到了370MPa。但是合金的拉伸應(yīng)變有所降低；直接二次擠壓后和二次擠壓后又進(jìn)行時(shí)效處理的斷口分析表明，合金的斷口形貌以