基于SPS法鎂和鎂合金TAZ811制備及組織性能研究.pdf

1、Mg-8Sn系合金以耐腐蝕性優(yōu)異、強(qiáng)度高等優(yōu)點而逐漸成為鎂合金領(lǐng)域的研究熱點。目前大多數(shù)學(xué)者采用鑄造法制備Mg-8Sn系合金并進(jìn)行研究，而主要強(qiáng)化相Mg2Sn偏析嚴(yán)重、易粗化等問題導(dǎo)致鎂合金的塑性降低。針對此問題，本文提出了采用粉末冶金方法中的放電等離子燒結(jié)(SPS)法制備Mg-8Sn系合金，以期提高強(qiáng)化相Mg2Sn分布的均勻性且保證晶粒不粗化。
　　按TAZ811配比對鎂粉末、錫粉末、鋅粉末和鋁粉末進(jìn)行高能球磨混粉，制得TAZ8

2、11合金粉末；采用SPS法制備不同燒結(jié)溫度(530℃、550℃、570℃、590℃)的鎂和鎂合金TAZ811。采用X射線衍射儀(XRD)和掃描電子顯微鏡(SEM)對其微觀組織和物相進(jìn)行觀察；探究SPS的燒結(jié)機(jī)理；利用萬能拉伸試驗機(jī)對其宏觀力學(xué)性能進(jìn)行測試，并利用納米壓痕儀對其微區(qū)力學(xué)性能進(jìn)行研究；采用電化學(xué)腐蝕試驗對其耐腐蝕性進(jìn)行測試。對比分析鎂和鎂合金TAZ811的界面行為并探討力學(xué)性能和耐腐蝕性差異的原因。
　　高能球磨后的各

3、組元粉末混合均勻，從而保證了析出相沿顆粒邊界分布均勻；SPS燒結(jié)過程升溫速度快、保溫時間短，顆粒尖端放電產(chǎn)生了局部高溫，可實現(xiàn)顆粒間的有效結(jié)合且晶粒不易長大。
　　不同燒結(jié)溫度的鎂和鎂合金TAZ811材料，組織結(jié)合較為良好，致密度可達(dá)98％以上。微觀組織觀察表明：鎂材料是由α-Mg相和顆粒界面處的MgO相組成；鎂合金TAZ811材料主要是由α-Mg相和顆粒界面處的析出相Mg2Sn相組成，Mg2Sn的厚度在1.4μm~3.6μm之間

4、。
　　宏觀力學(xué)性能表明：鎂材料的彎曲強(qiáng)度隨著燒結(jié)溫度的升高而增強(qiáng)，當(dāng)燒結(jié)溫度為590℃時，彎曲強(qiáng)度最高可達(dá)136 MPa；而TAZ811材料的彎曲強(qiáng)度隨著燒結(jié)溫度的升高先增加后降低，當(dāng)燒結(jié)溫度為570℃時彎曲強(qiáng)度最高，可達(dá)215 MPa。
　　微觀力學(xué)性能表明：鎂材料的顆粒界面處和顆粒中央的硬度與彈性模量隨燒結(jié)溫度的升高而增大，界面處性能均比顆粒中央高，在590℃時顆粒界面處硬度最高，可達(dá)0.899 GPa，顆粒中央硬度最

5、高達(dá)0.693 GPa；與之相應(yīng)，模量最大值分別為39.538 GPa和36.879 GPa。TAZ811材料的顆粒界面析出相處和顆粒中央的硬度與模量隨著燒結(jié)溫度的升高而增大，到590℃時有所降低。在570℃時析出相附近的硬度最高，可達(dá)1.809 GPa，顆粒中央硬度最高達(dá)1.253 GPa；與之相應(yīng)，模量最大值分別為59.433 GPa和48.249 GPa。
　　電化學(xué)試驗表明：鎂和鎂合金TAZ811材料的腐蝕形貌為顆粒邊界嚴(yán)