熱處理對(duì)Mg-Dy-Zn合金的顯微組織及性能的影響.pdf

1、鎂合金作為一種最輕的結(jié)構(gòu)材料，因具有良好的尺寸穩(wěn)定性、低密度、高的比強(qiáng)度、比剛度和易于回收的特點(diǎn)，而被廣泛的應(yīng)用于航空、汽車、電子領(lǐng)域。但是鎂合金的高溫性能和耐腐蝕性能差等特點(diǎn)限制了鎂合金的應(yīng)用范圍。近幾年來，含有長周期結(jié)構(gòu)的耐熱鎂合金由于其獨(dú)特的長周期有序堆垛(LPSO)結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的力學(xué)性能而受到廣泛的關(guān)注。本文采用傳統(tǒng)鑄造制備出具有這種 LPSO相的Mg-2Dy-0.5Zn合金，采用金相顯微鏡(OM)、X-射線衍射儀(XRD)、掃描

2、電鏡(SEM-EDS)、透射電鏡(TEM)、顯微硬度計(jì)和電化學(xué)工作站等設(shè)備以及用失重法和電化學(xué)方法研究了在固溶處理和退火處理對(duì)該合金的顯微組織、顯微硬度和耐腐蝕性能的影響。研究結(jié)果如下所示：
　　(1) Mg-2Dy-0.5Zn合金的鑄態(tài)組織主要是由α-Mg枝晶和分布在枝晶間的共晶相組成，其中共晶相由片層狀Mg12ZnDy相、蜂窩狀Mg8ZnDy相和少量立方體顆粒狀Mg24Dy5相組成。合金在530℃固溶處理12h后，合金中的顯微

3、組織主要是由過飽和的α-Mg基體、短棒狀及球狀的(Mg，Zn)xDy顆粒相、立方體狀的 Mg24Dy5顆粒相和少量不規(guī)則塊狀的Mg2Dy顆粒相組成。其中(Mg，Zn)xDy和Mg2Dy相是在高溫過程中形成的一種新相，而Mg24Dy5則是鑄態(tài)合金中剩余的高溫穩(wěn)定相。
　　(2)隨著固溶溫度(500～540℃)和固溶時(shí)間(0～12h)的增加，合金中的共晶相逐漸溶解，并伴隨有少量顆粒狀的(Mg，Zn)xDy相沿晶界析出。但是固溶溫度過高

4、會(huì)使合金出現(xiàn)組織過燒，固溶時(shí)間過長晶粒尺寸出現(xiàn)粗化的現(xiàn)象。合金在530℃固溶8h，共晶相幾乎完全固溶進(jìn)入到α-Mg基體中，合金基體的顯微硬度增加，其值達(dá)到74.74HV0.1。另外，由電化學(xué)測試結(jié)果表明，固溶態(tài)(530℃固溶8h)合金表現(xiàn)出優(yōu)異的耐腐蝕性能，其腐蝕電流和腐蝕電位分別為8.650×10-4A和-1.159V。該優(yōu)異的耐腐蝕性主要是由于合金元素的均勻分布，低的第二相體積分?jǐn)?shù)及細(xì)小的晶粒尺寸。
　　(3)合金在530℃保

5、溫12h后隨爐冷卻不同時(shí)間，在隨爐冷卻的過程中會(huì)在合金的晶粒內(nèi)部析出一種細(xì)條狀的14H LPSO相，并且該相沿著晶粒邊界向晶粒內(nèi)部生長。隨著隨爐冷卻時(shí)間的延長，該相的體積分?jǐn)?shù)不斷地增加。在隨爐冷卻20min時(shí)，該相的體積分?jǐn)?shù)達(dá)到最大值，這種細(xì)條狀的相占滿合金的整個(gè)晶粒且這些細(xì)條在不同晶粒內(nèi)的取向是隨機(jī)的；隨爐冷卻時(shí)間超過20min后，隨著爐冷時(shí)間的延長這種細(xì)條狀相發(fā)生粗化現(xiàn)象。在隨爐冷卻5min時(shí)合金的顯微硬度最小為69.51HV0.1