ZA84+(x)Y鎂合金的強(qiáng)化研究.pdf

1、鎂合金材料被稱為21世紀(jì)的綠色工程材料，在汽車、3C電子產(chǎn)品、航天航空等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)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(diǎn)而被應(yīng)用于汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)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(yīng)用潛力。但其還存在高溫性能與常溫性能難以兼容等問(wèn)題，需要進(jìn)一步研究以提高其利用價(jià)值。
　　 本文通過(guò)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(wàn)能試驗(yàn)機(jī)等分

2、析手段，研究了稀土Y對(duì)ZA84鎂合金顯微組織和力學(xué)性能的影響；同時(shí)，研究了熱處理對(duì)合金化后ZA84鎂合金顯微組織和力學(xué)性能的影響，并深入探討了Y對(duì)合金的強(qiáng)化機(jī)理。研究結(jié)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(xì)化后變粗。當(dāng)Y含量小于0.5[％]時(shí)，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(shí)，合金顯微組織的細(xì)化效果最佳。Y含量超過(guò)0.5[％]以后，重新出現(xiàn)網(wǎng)狀組織，且逐漸變得粗化，同時(shí)，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(jìn)行4～20h不同時(shí)間的固溶處理，隨著固溶時(shí)間的增長(zhǎng)

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(dāng)固溶時(shí)間達(dá)到16h時(shí)，合金中粗大的第二相幾乎消失，只剩下少量的細(xì)小相，而固溶時(shí)間繼續(xù)延長(zhǎng)，合金組織中出現(xiàn)過(guò)燒現(xiàn)象。將350℃、16h固溶后的ZA84鎂合金在180℃進(jìn)行0～24h不同時(shí)間時(shí)效處理，隨時(shí)效時(shí)間的延長(zhǎng)，合金中析出的顆粒相數(shù)目增多，且呈彌散分布。當(dāng)時(shí)效時(shí)間為16h時(shí)，組織中的析出相數(shù)目達(dá)最大值。而后，當(dāng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)，會(huì)在組織中出現(xiàn)過(guò)時(shí)效現(xiàn)象，導(dǎo)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(dāng)Y含量為1.0[％]時(shí)達(dá)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(shí)，實(shí)驗(yàn)合金的沖擊韌性值約為未添加稀土?xí)r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(qiáng)度在Y含量超過(guò)1.0[％]后有小幅增長(zhǎng)的趨勢(shì)。且均在Y含量為0.5[％]時(shí)，獲得最佳力學(xué)性能

6、：室溫下，合金的拉伸強(qiáng)度和屈服強(qiáng)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(qiáng)度與屈服強(qiáng)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(shí)效處理，明顯提高了合金的布氏硬度值。隨時(shí)效時(shí)間的延長(zhǎng)，硬度值先上升后降低，且當(dāng)時(shí)效時(shí)間為16h時(shí)，合金的硬度達(dá)最大值，尤其對(duì)于添加1.0[％]Y的ZA