Mg-Al-Sn-Mn合金板材組織與性能研究.pdf

1、鎂合金板材在電子、通訊、交通、航空航天、國防軍工等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景，但目前的應(yīng)用受到很大限制，其產(chǎn)量、用量、合金牌號均遠(yuǎn)不及鋼鐵及鋁、銅等有色金屬。這主要是由于鎂合金的室溫塑性變形能力差，導(dǎo)致鎂合金板材制備加工困難、工藝較為復(fù)雜、成本高且性能較差。因此，如何提升鎂合金板材的成形性能、低加工成本，并且改善鎂合金板材的各向異性從而有利于其二次成形，是目前鎂合金板材的研究中急需解決的問題。
　　因此，本文以發(fā)展低成本高性能鎂合金板

2、材為目的，通過常規(guī)的擠壓、軋制工藝制備了不同Al、Sn含量的Mg-Al-Sn-Mn系鎂合金板材。研究了Al、Sn含量對合金板材的組織及性能的影響，并且探討了其組織與性能隨Al、Sn含量變化的相關(guān)機(jī)制，主要結(jié)論如下：
　?、?Mg-Al-Sn-Mn合金擠壓板材的晶粒尺寸隨著Al含量的增加而增大，隨著Sn含量的增加而減小，其中Mg-5Al-1Sn-0.3Mn合金板材的晶粒能夠通過退火處理進(jìn)一步細(xì)化。合金板材中的第二相數(shù)量隨著Al、Sn

3、含量的增加呈現(xiàn)遞增趨勢，其主要第二相包括Mg17Al12與Mg2Sn。合金板材基面織構(gòu)強(qiáng)度隨Al含量的增加表現(xiàn)出先升高后降低的趨勢，隨Sn含量的增加而不斷上升。
　?、?Mg-Al-Sn-Mn合金擠壓板材沿?cái)D壓方向的綜合力學(xué)性能隨著Al、Sn含量的增加而提高，其中力學(xué)性能最好的Mg-5Al-1Sn-0.3Mn和Mg-5Al-3Sn-0.3Mn合金板材的,抗拉強(qiáng)度分別達(dá)到了282MPa和290MPa，延伸率分別高達(dá)了22.7％和25

4、.7%，其強(qiáng)化機(jī)制主要有固溶強(qiáng)化和第二相強(qiáng)化；塑性的提高原因主要有晶粒細(xì)化和織構(gòu)弱化。退火處理后，Mg-5Al-1Sn-0.3Mn合金性能得到進(jìn)一步提高，抗拉強(qiáng)度提升至304MPa，延伸率無明顯變化，強(qiáng)度提高的原因是細(xì)晶強(qiáng)化和織構(gòu)強(qiáng)化；合金板材的各向異性隨Al含量的增加而降低，隨Sn含量的增加而提高。
　　③ Mg-Al-Sn-Mn系合金擠壓板材在熱軋后發(fā)生了明顯的再結(jié)晶現(xiàn)象，晶粒沿軋制方向拉長，第二相在軋制過程中被破碎并且沿軋制

5、方向分布，Al、Sn含量的增加導(dǎo)致軋制板材的基面織構(gòu)強(qiáng)度降低。退火后的Mg-Al-Sn-Mn系合金軋制板材發(fā)生靜態(tài)再結(jié)晶，晶粒大小變得均勻，第二相部分溶入基體，且基面織構(gòu)強(qiáng)度隨著Al、Sn含量的增加而弱化。
　?、?Mg-Al-Sn-Mn系合金軋制板材退火后的綜合力學(xué)性能隨Al含量的增加而提高增加，而 Sn含量增加時(shí)力學(xué)性能變化不明顯；其中性能最好的Mg-5Al-1Sn-0.3Mn和Mg-5Al-3Sn-0.3Mn的屈服強(qiáng)度分別達(dá)

6、到了223MPa和233MPa；抗拉強(qiáng)度分別達(dá)到了313MPa和324MPa；延伸率分別高達(dá)25.2%和24.1%，其強(qiáng)化機(jī)制主要有細(xì)晶強(qiáng)化、固溶強(qiáng)化、第二相強(qiáng)化以及織構(gòu)強(qiáng)化，塑性的提高原因主要有晶粒細(xì)化和織構(gòu)弱化。合金板材的各向異性隨著Al、Sn含量的增加而減弱，影響各向異性的原因主要是織構(gòu)強(qiáng)度。
　　⑤論文通過擠壓、軋制和退火處理，在優(yōu)化合金成分的基礎(chǔ)上，獲得了低成本高性能的Mg-Al-Sn-Mn合金板材，其力學(xué)性能明顯優(yōu)于現(xiàn)