ECAP變形雙級預處理Mg-9Al-1Si耐熱鎂合金組織與力學性能研究.pdf

1、基于Mg-Al-Si合金開發(fā)低成本、高性能耐熱鎂合金，可以克服稀土鎂合金高成本的局限性，對拓寬耐熱鎂合金的商業(yè)應用具有重要意義。本文設計并制備了超聲預處理和(超聲+熱處理)雙級預處理Mg-9Al-1Si耐熱鎂合金，優(yōu)化了各預處理工藝，并對(超聲+固溶)雙級預處理態(tài)合金進行了等通道轉角擠壓(ECAP)變形。利用OM、SEM和TEM研究了不同預處理工藝對鑄態(tài)和ECAP擠壓態(tài)Mg-9Al-1Si合金顯微組織的影響，通過電子萬能試驗機對各處理態(tài)

2、合金的力學性能進行了測試，并探討了預處理對擠壓態(tài)合金高溫抗蠕變性能的影響。研究結果表明：
　　超聲預處理后，Mg-9Al-1Si合金中Mg2Si相分布十分均勻，由粗大漢字狀轉變?yōu)榧毿h字狀，β-Mg17Al12相由粗大塊狀向層片狀轉變。(超聲+固溶)雙級預處理后，隨固溶時間和溫度的增加，合金中β-Mg17Al12相逐步減少，漢字狀Mg2Si相更加細化，部分Mg2Si相枝晶熔斷、棱角圓化。(超聲+時效)雙級預處理后，隨時效時間和溫度

3、的增加，合金中非連續(xù)的層片狀Mg17Al12相沿晶界析出增多。合金預處理優(yōu)化工藝分別為：超聲20min、超聲20min+固溶420℃/24h、超聲20min+固溶420℃/24h+時效180℃/2h。
　　對(超聲+固溶)雙級預處理Mg-9Al-1Si合金在350℃進行等通道擠壓， 1-2道次后，基體晶粒顯著細化。然而4道次后，由于擠壓溫度較高，晶粒略有長大。隨擠壓道次增加，漢字狀Mg2Si相被逐漸碎化，分布相對均勻，β

4、-Mg17Al12析出相顆粒先增多后減少，分布在晶界及晶內，4道次后部分回溶。350℃擠壓2道次后，合金綜合力學性能最優(yōu)。擠壓道次一定時，隨擠壓溫度降低，(超聲+固溶)雙級預處理Mg-9Al-1Si合金的平均晶粒尺寸逐漸減小，Mg17Al12析出相逐漸增多，顆粒逐漸變大，Mg2Si碎化更加明顯。但是310℃擠壓2道次后，合金中碎化的Mg2Si相分布不均勻，存在團聚現(xiàn)象。隨擠壓溫度降低，合金力學性能先增大后減小。330℃擠壓2道次后，合金

5、綜合力學性能最優(yōu)。
　　對不同預處理工藝下Mg-9Al-1Si合金進行ECAP擠壓，研究表明合金預處理后第二相的形貌和分布情況不同，從而使得ECAP變形后各合金的第二相的碎化和分布情況不同，擠壓態(tài)合金基體組織的細化程度也會存在差異。(超聲+固溶)雙級預處理后擠壓，合金的室溫力學性能最佳，其屈服強度、抗拉強度及伸長率顯著提高，分別達到290MPa、350MPa和14.77％。對ECAP擠壓態(tài)Mg-9Al-1Si合金蠕變性能的研究發(fā)現(xiàn)