Mg-Al-Zn基鎂合金鑄態(tài)組織研究.pdf

1、Mg-Al-Zn基鎂合金是目前使用最廣泛的鎂合金系列之一，但阻礙該系合金進(jìn)一步應(yīng)用的主要問(wèn)題有：①鑄造鎂合金 (如AZ91D等) 的高溫抗蠕變性能差，長(zhǎng)期工作溫度不能超過(guò)120℃，無(wú)法用于制造對(duì)高溫蠕變性能要求高的零部件；②變形鎂合金 (如AZ31等) 的塑性加工性能差，無(wú)法滿足不同場(chǎng)合的使用要求。為了解決Mg-Al-Zn基鎂合金目前存在的問(wèn)題，人們正從合金化、晶粒細(xì)化、熱處理和熔體處理等方面對(duì)該系合金展開研究，以期開發(fā)出高性能的新型M

2、g-Al-Zn基鎂合金。由于合金組織決定性能，因此研究Mg-Al-Zn基鎂合金在不同條件下合金相的形成和轉(zhuǎn)變規(guī)律對(duì)于高性能新型Mg-Al-Zn基鎂合金的開發(fā)意義重大。 本文采用金相分析、掃描電鏡(SEM)、能譜(EDX)分析、X-衍射分析(XRD)、差熱分析(DSC)等實(shí)驗(yàn)手段，研究了Mg-(2～8％)Al-(0.5～12％)Zn合金組織中合金相種類、形態(tài)、數(shù)量和分布的變化規(guī)律以及微量Sr和Y對(duì)Mg-3Al-1Zn合金鑄態(tài)組織的

3、影響，以期為高性能新型Mg-Al-Zn基鎂合金開發(fā)中合金相的控制以及化學(xué)成分和工藝的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供組織控制依據(jù)。 本文研究結(jié)果表明：①M(fèi)g-(2～8％)Al-(0.5～12％)Zn鎂合金的鑄態(tài)組織由初生相α-Mg和第二相組成，其中第二相的形態(tài)主要有骨骼狀、塊狀、魚骨狀、顆粒狀和片層狀5種形態(tài)，其大多分布在晶界或枝晶界處，少量分布在晶內(nèi)；②Al、Zn含量變化對(duì)Mg-Al-Zn基鎂合金中化合物的數(shù)量和分布有非常明顯的影響。當(dāng)Al或Zn

4、含量增加時(shí)，初生相α-Mg減少；而化合物的數(shù)量明顯增多，并變得連續(xù)；③Zn/Al比值對(duì)第二相的種類有很大的影響，隨Zn/Al比值的增大，第二相的種類呈Mg17Al12 → Mg17Al12+Mg32(Al,Zn)49 → Mg32(Al,Zn)49+Mg5Al2Zn2 → MgZn+Mg32(Al,Zn)49的變化趨勢(shì)。其中當(dāng)Zn/Al比值<1/2時(shí)，第二相為Mg17Al12，當(dāng)1/2≤Zn/Al比值<5/6時(shí)，第二相為Mg17Al12

5、和Mg32(Al,Zn)49，當(dāng)5/6≤Zn/Al比值<1時(shí)，第二相為Mg32(Al,Zn)49和Mg5Al2Zn2，當(dāng)Zn/Al比值≥1時(shí)，第二相為 Mg32(Al,Zn)49和MgZn；④Al、Zn含量變化對(duì)Mg-Al-Zn基鎂合金的固/液相線溫度和凝固過(guò)程中的相變有一定的影響。其中Mg-3Al-1Zn合金的固、液相線溫度分別為442.7℃和648.0℃，其在凝固過(guò)程中存在的反應(yīng)有： ， ；Mg-8Al-4Zn合金的固、液相線溫度分

6、別為401.5℃和603.4℃，其在凝固過(guò)程中存在的反應(yīng)有： ， ， ， ；Mg-6Al-5Zn合金的固、液相線溫度分別為353.3℃和595.6℃，其在凝固過(guò)程中存在的反應(yīng)有： ， ， ；Mg-3Al-5Zn合金的固、液相線溫度分別為342.1℃和611.2℃，其在凝固過(guò)程中存在的反應(yīng)有： ， ；Mg-2Al-10Zn合金的固、液相線溫度分別為332.2℃和 609.4℃，其在凝固過(guò)程中存在的反應(yīng)有： ， 。 研究結(jié)果