ZA84+(x)Y鎂合金的強化研究.pdf

1、鎂合金材料被稱為21世紀的綠色工程材料，在汽車、3C電子產(chǎn)品、航天航空等領域有著廣泛的應用前景。Mg-Zn-Al系鎂合金由于其成本低，高溫性能好等優(yōu)點而被應用于汽車的發(fā)動機材料。ZA84鎂合金是Mg-Zn-Al系中性能比較突出的一種，有很高的應用潛力。但其還存在高溫性能與常溫性能難以兼容等問題，需要進一步研究以提高其利用價值。
　　 本文通過普通金屬型鑄造成形工藝，利用金相顯微鏡，X射線衍射儀，掃描電子顯微鏡，電子萬能試驗機等分

2、析手段，研究了稀土Y對ZA84鎂合金顯微組織和力學性能的影響；同時，研究了熱處理對合金化后ZA84鎂合金顯微組織和力學性能的影響，并深入探討了Y對合金的強化機理。研究結果表明：
　　 (1) ZA84鎂合金的鑄態(tài)組織由初生的α-Mg相、τ-Mg32(Al,Zn)49相以及φ-Al2Mg5Zn2相組成。其中τ-Mg32(Al,Zn)49相以半連續(xù)網(wǎng)狀和顆粒狀的形狀存在，而φ-Al2Mg5Zn2相多為孤島狀。
　　 (2)

3、隨著稀土Y含量的增加，合金的顯微組織及晶粒都先細化后變粗。當Y含量小于0.5[％]時，合金中的半連續(xù)網(wǎng)狀τ-Mg32(Al,Zn)49相斷裂為顆粒狀，且在Y含量為0.5[％]時，合金顯微組織的細化效果最佳。Y含量超過0.5[％]以后，重新出現(xiàn)網(wǎng)狀組織，且逐漸變得粗化，同時，出現(xiàn)了含Y的新相，其分子式接近Mg50Al10Zn3Y37。
　　 (3) ZA84鎂合金在350℃條件下進行4～20h不同時間的固溶處理，隨著固溶時間的增長

4、，合金中網(wǎng)狀的Mg32(Al,Zn)49相逐漸破碎斷裂為顆粒狀，且緩慢溶入基體中。當固溶時間達到16h時，合金中粗大的第二相幾乎消失，只剩下少量的細小相，而固溶時間繼續(xù)延長，合金組織中出現(xiàn)過燒現(xiàn)象。將350℃、16h固溶后的ZA84鎂合金在180℃進行0～24h不同時間時效處理，隨時效時間的延長，合金中析出的顆粒相數(shù)目增多，且呈彌散分布。當時效時間為16h時，組織中的析出相數(shù)目達最大值。而后，當時間過長時，會在組織中出現(xiàn)過時效現(xiàn)象，導致

5、組織粗化。
　　 (4) 隨Y含量的增加，合金的布氏硬度值先上升后下降，且當Y含量為1.0[％]時達到最大值。而合金的沖擊韌度隨Y含量的增加呈線性上升。添加1.5％Y時，實驗合金的沖擊韌性值約為未添加稀土時合金的一倍。隨Y含量的增加，常溫拉伸性能先上升后下降。高溫條件(150℃)下，隨Y含量增加，合金的拉伸性能的變化同于室溫狀態(tài)，但拉伸強度在Y含量超過1.0[％]后有小幅增長的趨勢。且均在Y含量為0.5[％]時，獲得最佳力學性能

6、：室溫下，合金的拉伸強度和屈服強度分別為208.4MPa和154.6MPa，相比基體合金各提高了15.6[％]、27.5[％]；150℃下，合金的拉伸強度與屈服強度分別為182.7MPa與146MPa，相比基體合金各提升了14.5[％]、26.7[％]。
　　 (5) 固溶加人工時效處理，明顯提高了合金的布氏硬度值。隨時效時間的延長，硬度值先上升后降低，且當時效時間為16h時，合金的硬度達最大值，尤其對于添加1.0[％]Y的ZA