ECAP變形ZAM84-2Si鎂合金的組織與力學(xué)性能研究.pdf

1、由于鎂合金具有比強(qiáng)度和比剛度高、密度低、高阻尼性能、減震性能好、抗電磁干擾、環(huán)境友好等諸多優(yōu)點，在汽車、通訊、航天航空等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。但是常用的鎂合金在高于120℃使用時，蠕變性能較差，因此，其實際應(yīng)用受到了極大的限制。目前較成熟的耐熱鎂合金主要是稀土耐熱鎂合金以及鎂基復(fù)合材料，但是由于成本較高，難以在工業(yè)廣泛應(yīng)用。
　　本論文通過在耐熱系鎂合金Mg-8Zn-4Al-Mn(ZAM84)中添加低成本的Si元素，形成具有高熔點

2、、高硬度和高彈性模量的Mg2Si強(qiáng)化相，鑄態(tài)中Mg2Si相為粗大漢字狀或塊狀，割裂基體，不利于提高力學(xué)性能。為此通過ECAP變形來改善Mg2Si相的形態(tài)及分布，同時細(xì)化組織，這樣不僅可以提高室溫性能，還可以提高高溫蠕變性能。用電子萬能試驗機(jī)測試了合金的室溫力學(xué)性能，用高溫蠕變儀測試了高溫性能，應(yīng)用了OM、SEM、TEM、EDS、XRD、EBSD等對試驗材料進(jìn)行了檢測分析。研究結(jié)果為:
　　(1) ZAM84-2Si鎂合金鑄態(tài)組織主

3、要為α-Mg基體、塊狀及漢字狀的Mg2Si相、骨骼狀MgZn相，基體晶粒粗大，第二相粗大且棱角尖銳，平均晶粒尺寸約為100μm，經(jīng)4道次ECAP變形后，平均晶粒尺寸小于10μm，8道次后平均晶粒小于8μm，且粗大的第二相破碎，變?yōu)轭w粒均勻彌散分布于基體中。
　　(2) ZAM84-2Si鑄態(tài)合金室溫力學(xué)性能較差，屈服強(qiáng)度僅為88MPa，抗拉強(qiáng)度為174MPa，伸長率為3.04％。因為基體中粗大漢字狀的Mg2Si相，對基體的割裂作用

4、，降低了力學(xué)性能。經(jīng)過多道次ECAP變形后，組織細(xì)化，第二相碎化呈彌散分布，大幅度提高了室溫力學(xué)性能，8道次擠壓后合金的力學(xué)性能達(dá)到最高，屈服強(qiáng)度為193MPa，抗拉強(qiáng)度為299MPa，伸長率為14.67％。
　　(3)高溫蠕變測試中，鑄態(tài)的蠕變性能在250℃、70MPa下瞬間斷裂，宏觀觀察幾乎沒有塑性變形。經(jīng)ECAP4～8道次變形后，蠕變性能得到很大提高，200℃、70MPa下，ECAP8道次后合金性能最好，為總應(yīng)變7.86％，