熱處理對AZ80鎂合金組織及力學(xué)性能的影響.pdf

1、AZ80鎂合金具有優(yōu)異的力學(xué)性能，且不含價格昂貴的Zr和稀土元素，是很有可能廣泛應(yīng)用的鎂合金。本文通過采用光學(xué)顯微分析、掃描電子顯微分析、能譜分析、透射電子顯微分析、金屬拉伸、硬度測試和DSC差熱分析等試驗方法。研究熱處理對AZ80鎂合金顯微組織和力學(xué)性能的影響，計算了均勻化動力學(xué)方程和時效激活能，得出以下結(jié)論:
　　(1) AZ80鑄態(tài)組織存在嚴(yán)重的枝晶偏析，主要相組成為α-Mg和β-Mg17Al12，Al元素以第二相的形式富集

2、在晶界附近。合金的最佳均勻化工藝為410℃/25h，經(jīng)此均勻化處理后，非平衡相完全溶解。當(dāng)溫度達(dá)到430℃時，合金發(fā)生過燒。
　　(2) AZ80鎂合金均勻化過程中，合金元素的擴(kuò)散激活能為Q=121.7 kJ·mol-1，由動力學(xué)方程得到的適宜均勻化制度為410℃/24h，與實驗結(jié)果基本一致。均勻化后，合金的綜合力學(xué)性能大幅度提高，抗拉強(qiáng)度和伸長率從鑄態(tài)的154MPa、3.5％變成198MPa、6％。
　　(3)鍛造態(tài)AZ8

3、0鎂合金經(jīng)T5和T6熱處理后，其時效峰值分別出現(xiàn)在27、24h，繼續(xù)延長時效時間，合金的硬度和室溫力學(xué)性能均下降。合金T5處理的時效峰值硬度比T6處理的高，T5狀態(tài)的室溫和高溫力學(xué)性能也比T6高。本鍛造態(tài)AZ80鎂合金更適合采用T5熱處理。
　　(4)高溫拉伸實驗和斷口分析表明，高溫斷裂方式為典型的韌性斷裂，時效處理后基體中析出了大量的β-Mg17Al12相，T5處理后主要為棒狀、顆粒狀和棱形狀，T6處理后主要為棱形狀和棒狀。

4、r>　　(5) AZ80鎂合金經(jīng)過壓縮預(yù)變形處理，其微觀組織發(fā)生較大改變，產(chǎn)生大量的孿晶和位錯，孿晶的數(shù)量隨預(yù)變形量的增加而增加;預(yù)變形使合金的室溫力學(xué)性能有較大的提升，合金強(qiáng)度隨變形量的增加遞增，塑性則依次降低。與未變形的合金相比，預(yù)變形量8％的合金試樣時效處理后其抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度提高最大，分別提高了22MPa和58MPa，而伸長率則降低了約35％。
　　(6)將不同預(yù)變形量的合金試樣進(jìn)行170℃的時效處理，四種合金的硬度都迅

5、速增加，其中最先達(dá)到峰值時效的合金是預(yù)變形量為8％和12％的合金，時間在19h，峰值分別為94.3和93.6 HB，變形分別為4％的合金在23h達(dá)到峰值，峰值硬度是95.9HB，未變形試樣時效峰值在27小時左右，大小為88.7 HV，隨后的時間為過時效階段，在一段時內(nèi)各合金硬度值分別在一定范圍內(nèi)波動，下降趨勢不大。
　　(7)預(yù)變形和時效處理對AZ80鎂合金都有一定的強(qiáng)化效果，經(jīng)過時效處理后的預(yù)變形鍛造態(tài)AZ80鎂合金其抗拉強(qiáng)度和

6、屈服強(qiáng)度相對于沒有時效處理的合金提高幅度較大，而合金的伸長率則由于時效處理有所下降。預(yù)變形量為8％的合金進(jìn)行19小時的時效處理后力學(xué)性能最佳，其抗拉強(qiáng)度約為352MPa，屈服強(qiáng)度則為281MPa，伸長率較未處理時降低至5.5％。通過TEM分析，發(fā)現(xiàn)預(yù)變形處理過的鎂合金析出相尺寸比為處理的要小，數(shù)量則相對增加。
　　(8) AZ80鎂合金激活能為101.98kJ/mol，4％和8％預(yù)變形后的合金激活能分別降低至93.66kJ/mol