微量Si、Fe對(duì)AZ61鎂合金組織和性能的影響.pdf

1、鎂合金具有質(zhì)輕減震等優(yōu)異性能，獲得了越來(lái)越多的工業(yè)應(yīng)用。對(duì)現(xiàn)有鎂合金牌號(hào)中各種合金元素的作用，已經(jīng)有很多的研究積累和應(yīng)用成果，但對(duì)微量合金元素或者雜質(zhì)元素對(duì)鎂合金組織和性能的影響方面，卻鮮有研究結(jié)果。鎂合金中Si、Fe等雜質(zhì)元素的危害已眾所周知，但生產(chǎn)中如果一味強(qiáng)調(diào)降低鎂合金的雜質(zhì)元素含量，肯定會(huì)成本大大增加。因此，探尋雜質(zhì)元素含量特別是在牌號(hào)標(biāo)準(zhǔn)允許范圍內(nèi)的含量變化對(duì)鎂合金組織和性能的影響，可在保證鎂合金產(chǎn)品獲得所需的力學(xué)和腐蝕性能的

2、同時(shí)，降低產(chǎn)品成本，對(duì)提高鎂合金產(chǎn)品性價(jià)比具有十分重要的意義。
　　本文以 AZ61鎂合金作為研究對(duì)象，在其中分別加入不同含量的微量 Si、Fe元素，經(jīng)過(guò)擠壓和時(shí)效處理后，采用金相顯微鏡、XRD衍射、SEM及EDS等手段，對(duì)不同雜質(zhì)含量和狀態(tài)的AZ61鎂合金顯微組織進(jìn)行了對(duì)比，通過(guò)力學(xué)性能測(cè)試、熱模擬實(shí)驗(yàn)、電化學(xué)及失重腐蝕、阻尼測(cè)試等實(shí)驗(yàn)手段，研究了這些微量雜質(zhì)元素及其含量變化對(duì)AZ61鎂合金性能的影響，為工業(yè)生產(chǎn)AZ61及其他鎂

3、合金提供成分控制參考。在本課題研究的成分范圍內(nèi)，得到的研究結(jié)果如下：
　　雜質(zhì)元素的含量變化對(duì)擠壓態(tài)和時(shí)效態(tài)合金金相組織沒(méi)有產(chǎn)生明顯影響，如晶粒大小、第二相形貌等。普通AZ61鎂合金相對(duì)高純AZ61鎂合金，其主要物相種類區(qū)別不大，Si主要形成Mg2Si化合物，在時(shí)效后，合金中析出第二相主要是β-Mg17Al12相，在部分金屬間化合物中發(fā)現(xiàn)鐵原子。對(duì)Si、Fe含量差別最大的4種合金進(jìn)行熱模擬實(shí)驗(yàn)可知，微量Si的變化對(duì)AZ61鎂合金塑

4、性變形能力沒(méi)有影響；而隨著Fe含量的降低，純度較高的AZ61鎂合金有較好的塑性變形能力。
　　在力學(xué)性能方面，隨著Si由0.012％逐漸增加到0.269%，擠壓態(tài)和時(shí)效態(tài)AZ61合金的強(qiáng)度值基本維持在同一水平，塑性變化規(guī)律不明顯。在變Fe組兩種狀態(tài)合金中，隨著Fe含量從0.001%遞增到0.0107%，合金抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度均有略微下降的趨勢(shì)，而延伸率變化規(guī)律也不明顯。經(jīng)過(guò)腐蝕性能測(cè)試試驗(yàn)可得，隨著Fe含量的增加，兩種狀態(tài)AZ61

5、鎂合金的耐腐蝕性能均明顯變差；隨著微量Si的增加，對(duì)合金的耐腐蝕性能也不利，但不如Fe明顯。提高Si含量提高了AZ61鎂合金在擠壓態(tài)的阻尼性能；而Fe的變化對(duì)擠壓態(tài)合金阻尼性能幾乎沒(méi)有任何影響。當(dāng) Si加至0.79%后，相對(duì)變Si組其他合金，兩種狀態(tài)的合金強(qiáng)度均升高，而塑性降低。
　　本文的研究工作表明，在AZ61標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，進(jìn)一步降低Fe、Si雜質(zhì)含量不能有效提高力學(xué)性能；如果需要獲得高的耐腐蝕性，可以采用進(jìn)一步降低Fe含量的方