鎂合金管件組織、高溫力學(xué)性能及摩擦磨損行為的研究.pdf

1、鎂合金作為21世紀(jì)最有發(fā)展?jié)摿Φ木G色輕質(zhì)材料正在越來(lái)越受到廣大科研工作者的關(guān)注。但是作為廣泛使用的鎂合金AZ91D，其高溫性能卻并不理想。本文通過(guò)幾種方法來(lái)達(dá)到提高鎂合金高溫力學(xué)性能的目的：在鎂合金AZ91D的基礎(chǔ)上復(fù)合添加RE、Ca來(lái)進(jìn)行合金化強(qiáng)化；提高M(jìn)g-Al-zn合金元素Zn的含量，并研究了一種新型高鋅鎂合金；采用金屬型、噴射沉積的方法制備管材擠壓坯錠：采用等溫?cái)D壓工藝制備鎂合金管件。在此基礎(chǔ)上研究了鎂合金管的室溫和高溫(150

2、℃和200℃)的力學(xué)性能，同時(shí)研究了三種擠壓鎂合金管的摩擦磨損性能。 研究表明，金屬型坯錠AZ91D+RE+xCa(x=0.5％、1％、1.5％)鎂合金擠壓管的組織主要由α-Mg，Mg<,17>Al<,12>，Mg<,2>Ca，Al<,11>La<,3>等相組成。隨著含Ca量的增加，合金中第二相由顆粒狀變?yōu)榧?xì)長(zhǎng)條狀，給合金的高溫性能帶來(lái)不利的影響。試驗(yàn)條件下AZ91D-RE-xCa鎂合金擠壓管件在200~C時(shí)的抗拉強(qiáng)度σ<,2>

3、均大于200MPa。在Mg-Al-Zn合金的基礎(chǔ)上提高Zn含量降低Al含量，并添加Ca合金化后的Mg-8Zn-4Al-xCa鎂合金，出現(xiàn)了一種細(xì)小的、新的金屬間化合物相，阻礙了原粗大的Mg<,17>Al<,12>的析出。試驗(yàn)成分的鎂合金管擠壓態(tài)的伸長(zhǎng)率隨著溫度的提高明顯增大，可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)鎂合金管件在150℃～200℃進(jìn)行彎曲等后續(xù)塑性加工。噴射沉積坯錠AZ91D+Ce+Ca擠壓鎂合金管室溫的力學(xué)性能很高，但是高溫性能很低。采用T6、T5

4、處理來(lái)實(shí)現(xiàn)高溫性能的提高。在200℃時(shí)，T6處理的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度都有了較大的提高。但對(duì)于伸長(zhǎng)率來(lái)說(shuō)在200℃時(shí)，擠壓態(tài)和T5處理的相對(duì)較優(yōu)。如果考慮到鎂合金管的后續(xù)再加工，可以說(shuō)在200℃的條件下，擠壓態(tài)和T5態(tài)的鎂合金管完全可以實(shí)現(xiàn)塑性變形。而且，T5態(tài)在200℃時(shí)的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度都好于擠壓態(tài)的鎂合金管。 研究了幾種擠壓鎂合金管的摩擦磨損性能。結(jié)果表明，在低轉(zhuǎn)數(shù)下AZ91D合金具有較低的摩擦系數(shù)、較小的磨損率，主要磨損