ZK31-Y鎂合金時(shí)效過程及其組織的研究.pdf

1、鎂合金具有密度小，比強(qiáng)度比剛度高，合金元素儲(chǔ)量豐富等優(yōu)點(diǎn)。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(dāng)?shù)臒崽幚恚M(jìn)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(duì)時(shí)效過程和時(shí)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(jìn)行了擠壓和時(shí)效處理

2、，對(duì)鑄態(tài)、擠壓態(tài)、時(shí)效態(tài)合金的組織和力學(xué)性能進(jìn)行了分析，重點(diǎn)從ZK31-Y鎂合金組織演變的角度分析了Y對(duì)時(shí)效過程和時(shí)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(duì)合金的鑄態(tài)、均勻化處理態(tài)、擠壓態(tài)、固溶態(tài)、時(shí)效態(tài)的組織結(jié)構(gòu)進(jìn)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(shí)細(xì)化晶粒的效果最好；但Y將促進(jìn)共晶反應(yīng)的進(jìn)行，形成Mg3Y2Zn3

3、金屬間化合物相。同鑄態(tài)組織對(duì)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(dòng)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(huì)發(fā)生長(zhǎng)大，同時(shí)晶界上原有的Mg-Zn二元金屬化合物會(huì)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(huì)出現(xiàn)析出相。稀土Y具有抑制時(shí)效態(tài)處理中晶粒長(zhǎng)大的作用，經(jīng)過T5處理后的鎂合金晶粒內(nèi)部有細(xì)小的析出相，而按照T6工藝時(shí)效的試樣，固溶

4、處理過程中的析出相將長(zhǎng)大。
　　使用維氏硬度計(jì)、萬能試驗(yàn)機(jī)等設(shè)備對(duì)合金的力學(xué)性能進(jìn)行了測(cè)試。結(jié)果表明，對(duì)于所有試驗(yàn)合金，擠壓態(tài)、時(shí)效態(tài)的抗拉強(qiáng)度與斷裂伸長(zhǎng)率均好于鑄態(tài)。稀土Y對(duì)T5態(tài)鎂合金抗拉強(qiáng)度的影響是先升后降，加入0.5%稀土Y后的合金抗拉強(qiáng)度最好，達(dá)383.9MPa，但過量加入稀土?xí)购辖鹂估瓘?qiáng)度下降。稀土Y可提高T5態(tài)鎂合金的斷裂伸長(zhǎng)率，由不加稀土的14.8%提升到加入量為2.0%時(shí)的17.2%。T6態(tài)處理鎂合金的抗拉強(qiáng)度