ECAP變形雙級(jí)預(yù)處理Mg-9Al-1Si耐熱鎂合金組織與力學(xué)性能研究.pdf

1、基于Mg-Al-Si合金開發(fā)低成本、高性能耐熱鎂合金，可以克服稀土鎂合金高成本的局限性，對(duì)拓寬耐熱鎂合金的商業(yè)應(yīng)用具有重要意義。本文設(shè)計(jì)并制備了超聲預(yù)處理和(超聲+熱處理)雙級(jí)預(yù)處理Mg-9Al-1Si耐熱鎂合金，優(yōu)化了各預(yù)處理工藝，并對(duì)(超聲+固溶)雙級(jí)預(yù)處理態(tài)合金進(jìn)行了等通道轉(zhuǎn)角擠壓(ECAP)變形。利用OM、SEM和TEM研究了不同預(yù)處理工藝對(duì)鑄態(tài)和ECAP擠壓態(tài)Mg-9Al-1Si合金顯微組織的影響，通過電子萬能試驗(yàn)機(jī)對(duì)各處理態(tài)

2、合金的力學(xué)性能進(jìn)行了測試，并探討了預(yù)處理對(duì)擠壓態(tài)合金高溫抗蠕變性能的影響。研究結(jié)果表明：
　　超聲預(yù)處理后，Mg-9Al-1Si合金中Mg2Si相分布十分均勻，由粗大漢字狀轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)小漢字狀，β-Mg17Al12相由粗大塊狀向?qū)悠瑺钷D(zhuǎn)變。(超聲+固溶)雙級(jí)預(yù)處理后，隨固溶時(shí)間和溫度的增加，合金中β-Mg17Al12相逐步減少，漢字狀Mg2Si相更加細(xì)化，部分Mg2Si相枝晶熔斷、棱角圓化。(超聲+時(shí)效)雙級(jí)預(yù)處理后，隨時(shí)效時(shí)間和溫度

3、的增加，合金中非連續(xù)的層片狀Mg17Al12相沿晶界析出增多。合金預(yù)處理優(yōu)化工藝分別為：超聲20min、超聲20min+固溶420℃/24h、超聲20min+固溶420℃/24h+時(shí)效180℃/2h。
　　對(duì)(超聲+固溶)雙級(jí)預(yù)處理Mg-9Al-1Si合金在350℃進(jìn)行等通道擠壓， 1-2道次后，基體晶粒顯著細(xì)化。然而4道次后，由于擠壓溫度較高，晶粒略有長大。隨擠壓道次增加，漢字狀Mg2Si相被逐漸碎化，分布相對(duì)均勻，β

4、-Mg17Al12析出相顆粒先增多后減少，分布在晶界及晶內(nèi)，4道次后部分回溶。350℃擠壓2道次后，合金綜合力學(xué)性能最優(yōu)。擠壓道次一定時(shí)，隨擠壓溫度降低，(超聲+固溶)雙級(jí)預(yù)處理Mg-9Al-1Si合金的平均晶粒尺寸逐漸減小，Mg17Al12析出相逐漸增多，顆粒逐漸變大，Mg2Si碎化更加明顯。但是310℃擠壓2道次后，合金中碎化的Mg2Si相分布不均勻，存在團(tuán)聚現(xiàn)象。隨擠壓溫度降低，合金力學(xué)性能先增大后減小。330℃擠壓2道次后，合金

5、綜合力學(xué)性能最優(yōu)。
　　對(duì)不同預(yù)處理工藝下Mg-9Al-1Si合金進(jìn)行ECAP擠壓，研究表明合金預(yù)處理后第二相的形貌和分布情況不同，從而使得ECAP變形后各合金的第二相的碎化和分布情況不同，擠壓態(tài)合金基體組織的細(xì)化程度也會(huì)存在差異。(超聲+固溶)雙級(jí)預(yù)處理后擠壓，合金的室溫力學(xué)性能最佳，其屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度及伸長率顯著提高，分別達(dá)到290MPa、350MPa和14.77％。對(duì)ECAP擠壓態(tài)Mg-9Al-1Si合金蠕變性能的研究發(fā)現(xiàn)