高性能鎂-鋁-稀土系列鎂合金的研究.pdf

1、鎂合金是最輕的實(shí)用工程金屬材料，具有高的比強(qiáng)度、比剛度及良好的鑄造性、減震性、切削加工性和尺寸穩(wěn)定性等，早已引起了航空工業(yè)和汽車(chē)工業(yè)的關(guān)注，但是鎂合金的強(qiáng)度、塑性總的來(lái)說(shuō)均低于鋁合金，此外高溫性能差也是阻礙鎂合金廣泛應(yīng)用的主要原因之一。所以提高鎂合金的室溫和高溫強(qiáng)度是鎂合金研究中要解決的問(wèn)題之一。 本文綜合應(yīng)用了金相分析、能譜分析、力學(xué)性能分析及斷口形貌分析等手段研究了添加不同含量稀土元素Gd的Mg-8Al-1Ca及Mg-8Al

2、-1Zn兩個(gè)系列鎂合金的鑄態(tài)、擠壓態(tài)和熱處理狀態(tài)下的微觀組織及力學(xué)行為。其中對(duì)Mg-8Al-1Zn-xGd系列鎂合金進(jìn)行了著重的研究。 研究結(jié)果表明： Mg-8Al-1Ca-xGd系列鎂合金及Mg-8Al-1Zn-xGd系列鎂合金的鑄態(tài)組織均由α-M0g基體、離異共晶相β-Mg<,7>Al<,12>和球狀A(yù)l<,2>Gd相組成；在Mg-8Al-1Ca-xGd合金中有Al<,2>Ca分布在晶界處；兩個(gè)系列合金鑄態(tài)下的平均晶粒直徑分

3、別小于70μm及100μm。經(jīng)T4處理后，兩個(gè)系列的合金中的離異共晶相Mg<,l7>Al<,12>和Al<,2>Gd相基本溶解；Mg-8Al-lZn-xGd合金經(jīng) T6 處理后，第二相在晶界和晶內(nèi)同時(shí)析出。T4 處理可提高兩個(gè)系列合金的室溫抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率；對(duì)Mg-8Al-1Zn-xGd系列合金來(lái)講，T6處理能更顯著地提高該系列合金的室溫抗拉強(qiáng)度，而 T4 處理對(duì)于提高該系列合金的室溫伸長(zhǎng)率更有效。Mg-8Al-1Zn-xGd系列鎂合金

4、經(jīng)熱擠壓之后，晶粒明顯細(xì)化，綜合力學(xué)性能顯著提高。隨后的T4和T6處理并不能提高擠壓態(tài)Mg-8Al-1Zn-xGd系列鎂合金的室溫力學(xué)性能。鑄態(tài)和擠壓態(tài)．Mg-8Al-1Zn-xGd系列鎂合金的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度均隨試驗(yàn)溫度的升高而下降，伸長(zhǎng)率隨測(cè)試溫度的升高而升高。 斷口分析表明：室溫拉伸時(shí)，鑄態(tài)Mg-8Al-1Zn-xGd系列鎂合金表現(xiàn)為脆性斷裂，T4態(tài)Mg-8Al-1Zn-xGd合金則表現(xiàn)為混合斷裂特征。室溫拉伸時(shí)，鑄態(tài)、