ZK31-Y鎂合金時效過程及其組織的研究.pdf

1、鎂合金具有密度小，比強度比剛度高，合金元素儲量豐富等優(yōu)點。在汽車，航空航天、電子產(chǎn)品等領(lǐng)域已經(jīng)得到應(yīng)用，其中變形鎂合金因其具有更優(yōu)的性能，有著更加廣泛的應(yīng)用前景。目前，通過稀土元素的合金化和適當?shù)臒崽幚?，進一步提高變形鎂合金的力學(xué)性能，是變形鎂合金研究的重要方向。
　　為了系統(tǒng)了解變形鎂合金中的稀土元素對時效過程和時效力學(xué)性能的影響，本課題選擇在ZK31鎂合金加入不同含量的稀土Y制備了ZK31-Y變形鎂合金，并進行了擠壓和時效處理

2、，對鑄態(tài)、擠壓態(tài)、時效態(tài)合金的組織和力學(xué)性能進行了分析，重點從ZK31-Y鎂合金組織演變的角度分析了Y對時效過程和時效力學(xué)性能的影響，旨在為利用稀土改善變形鎂合金的力學(xué)性能提供依據(jù)。
　　使用光學(xué)和電子顯微鏡、X-射線衍射等分析手段對合金的鑄態(tài)、均勻化處理態(tài)、擠壓態(tài)、固溶態(tài)、時效態(tài)的組織結(jié)構(gòu)進行了分析。結(jié)果表明，稀土Y有減小合金鑄態(tài)晶粒尺寸的作用，加入量為0.5％時細化晶粒的效果最好；但Y將促進共晶反應(yīng)的進行，形成Mg3Y2Zn3

3、金屬間化合物相。同鑄態(tài)組織對比，均勻化處理后的晶粒均有所增大，晶界處的化合物相有所減少。合金在熱擠壓過程中有動態(tài)再結(jié)晶現(xiàn)象發(fā)生，稀土Y可以有效的限制再結(jié)晶晶粒的尺寸。再結(jié)晶晶粒在固溶過程中會發(fā)生長大，同時晶界上原有的Mg-Zn二元金屬化合物會發(fā)生分解，但Mg-Zn-Y三元相的熱穩(wěn)定性較好，固溶處理中晶粒內(nèi)部會出現(xiàn)析出相。稀土Y具有抑制時效態(tài)處理中晶粒長大的作用，經(jīng)過T5處理后的鎂合金晶粒內(nèi)部有細小的析出相，而按照T6工藝時效的試樣，固溶

4、處理過程中的析出相將長大。
　　使用維氏硬度計、萬能試驗機等設(shè)備對合金的力學(xué)性能進行了測試。結(jié)果表明，對于所有試驗合金，擠壓態(tài)、時效態(tài)的抗拉強度與斷裂伸長率均好于鑄態(tài)。稀土Y對T5態(tài)鎂合金抗拉強度的影響是先升后降，加入0.5%稀土Y后的合金抗拉強度最好，達383.9MPa，但過量加入稀土?xí)购辖鹂估瓘姸认陆怠Ｏ⊥罽可提高T5態(tài)鎂合金的斷裂伸長率，由不加稀土的14.8%提升到加入量為2.0%時的17.2%。T6態(tài)處理鎂合金的抗拉強度