Sn對(duì)Mg-Al-Zn-RE抗蠕變鎂合金性能與組織的影響.pdf

1、環(huán)保是當(dāng)今世界發(fā)展的主題之一，減輕汽車以及其它運(yùn)輸、飛行工具的重量，降低能耗，是保護(hù)環(huán)境的有效途徑。鎂合金是最輕的金屬之一，利用鎂合金制作零部件是降低運(yùn)輸工具重量最有效的方法，但需要鎂合金具有高強(qiáng)度和高溫抗蠕變的力學(xué)性能。目前關(guān)于鎂合金的抗蠕變研究還在起步階段，急需大量的科學(xué)研究和技術(shù)儲(chǔ)備。汽車中鎂合金傳動(dòng)零件的一般工作環(huán)境溫度是150℃-250℃，研究此溫度范圍下鎂合金的蠕變性能是很有實(shí)用性的。 目前用途最廣、綜合性能最好的工

2、業(yè)鎂合金中主要合金元素都含有Al元素。Mg17Al12是Mg-Al系列合金最重要的強(qiáng)化相，但Mg17Al12相的熔點(diǎn)低、穩(wěn)定性差，在鎂合金中常以網(wǎng)狀存在，要提高鎂合金的抗蠕變性能就需要降低合金中Mg17Al12的含量，而生成其它高熔點(diǎn)、硬質(zhì)穩(wěn)定的第二相。Sn在鎂合金中能形成高熔點(diǎn)的Mg2Sn第二相，能阻止高溫下晶界的滑移和位錯(cuò)的攀移，從而可以提高鎂合金的抗蠕變性能。但是目前關(guān)于Sn元素對(duì)鎂合金在力學(xué)性能、組織等方面的研究很少。

3、本論文主要研究了以下幾個(gè)方面的的問(wèn)題：1)制備具有高抗蠕變性能的含Sn鎂合金，2)研究Sn對(duì)鎂合金蠕變性能的影響機(jī)理和方式，3)研究不同Sn含量的鎂合金的的蠕變性能的變化規(guī)律。通過(guò)減少Al的含量，添加稀土等其它合金元素來(lái)制備具有抗蠕變性能的Mg-Al-Zn基體，研究不同Sn含量對(duì)于Mg-Al-Zn-RE鎂合金抗蠕變性能的影響，找到具有最好抗蠕變性能的鎂合金的最佳含Sn量。 通過(guò)研究得出了以下結(jié)論：試驗(yàn)鎂合金蠕變性能的提高主要是稀

4、土合金相和Mg2Sn相的第二相強(qiáng)化，以及Sn等合金元素的固溶強(qiáng)化而實(shí)現(xiàn)的。試驗(yàn)鎂合金通過(guò)固溶時(shí)效處理，可以使熱處理前粗大的(Mg，Zn)17Al12相經(jīng)固溶進(jìn)基體后并在時(shí)效后又以細(xì)小、彌散的方式析出，同時(shí)也析出細(xì)小的Mg2Sn相。稀土元素在鎂合金中有第二相強(qiáng)化和細(xì)化(Mg，Zn)17Al12相的作用，能提高試驗(yàn)鎂合金的總形變量，并降低其穩(wěn)態(tài)蠕變速率，提高合金的抗蠕變性能。Sn元素在鎂合金中有固溶強(qiáng)化和第二相強(qiáng)化的作用。Sn元素的添加能提

5、高鎂合金的室溫抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度；隨著加Sn量的增加，鎂合金的塑性降低，蠕變速率逐漸降低，鎂合金的斷裂壽命增加；但當(dāng)Sn的含量超過(guò)1.5％時(shí)，Mg2Sn相長(zhǎng)大加劇，并易和(Mg，Zn)17Al12相復(fù)合而呈粗大的相，從而割裂基體，使試驗(yàn)鎂合金的蠕變斷裂壽命反而有所下降，抗蠕變性能降低。隨著蠕變實(shí)驗(yàn)溫度升高，(Mg，Zn)17-Al12相的變形以及溶解程度加大，而Mg2Sn相和稀土相依然穩(wěn)定；隨著蠕變溫度的升高試驗(yàn)鎂合金的蠕變總形變量增加