熱處理對(duì)AE44鎂合金微觀組織和力學(xué)性能的影響.pdf

1、AE系列鎂合金呈現(xiàn)出良好的高溫力學(xué)性能,可用于120℃甚至150℃以上的服役環(huán)境中,受到人們的廣泛關(guān)注。AE44稀土鎂合金多采用壓鑄來(lái)生產(chǎn),因?yàn)閴鸿T冷速較快不易形成粗大的Al-RE相,且壓鑄件充型性好、出品率高、經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)良,但也存在一些不足,如:閉合微氣孔較多,疲勞、蠕變作用下微氣孔易成為裂紋源導(dǎo)致構(gòu)件失效,并且在熱處理過(guò)程中微氣孔會(huì)膨脹。傳統(tǒng)的金屬型重力鑄造充型平穩(wěn),可以使氣泡、雜質(zhì)等充分上浮或下沉,不致使構(gòu)件在疲勞、蠕變作用下易失

2、效。而熱處理可以很好的改善鑄造件的組織,進(jìn)而改善其性能。因此,本課題通過(guò)對(duì)空冷金屬型和水冷金屬型鑄造的AE44稀土鎂合金進(jìn)行熱處理,利用光學(xué)顯微鏡和掃描電子顯微鏡觀察合金的顯微組織,采用X射線衍射儀分析合金相組成的變化,并對(duì)合金的布氏硬度、室溫拉伸性能和高溫拉伸性能進(jìn)行測(cè)試,探討熱處理對(duì)AE44鎂合金微觀組織和力學(xué)性能的影響。
　　通過(guò)組織觀察發(fā)現(xiàn)水冷金屬型鑄態(tài)合金的組織比空冷金屬型的組織細(xì)小。通過(guò)相組成分析表明兩種鑄態(tài)合金均由α

3、-Mg基體和稀土化合物相組成,主要稀土化合物相有:Al4Ce、AlCe3、Al11La3、A14La、AlMn和Al10Ce2Mn7相。經(jīng)固溶處理后,只有AlCe3、Al4La和AlMn相溶入基體,其它稀土化合物相形態(tài)略有變化,時(shí)效處理后溶入基體的三種相重新析出,且有少量的β-Mg17Al12相析出。
　　固溶處理后合金硬度均低于鑄態(tài),再經(jīng)不同溫度(140℃、160℃、180℃、200℃、220℃)時(shí)效處理后,空冷金屬型合金的硬度

4、隨時(shí)效時(shí)間的延長(zhǎng)先提高后降低,在220℃時(shí)效處理4h合金硬度最高達(dá)到61.8HB。水冷金屬型合金的硬度隨時(shí)效時(shí)間的延長(zhǎng)不斷提高,在180℃時(shí)效處理12h合金硬度最高達(dá)到68.2HB。
　　經(jīng)固溶處理后,空冷和水冷金屬型合金的室溫抗拉強(qiáng)度均稍有下降,延伸率稍有提高。隨著時(shí)效時(shí)間的延長(zhǎng),水冷金屬型合金的抗拉強(qiáng)度不斷提高,在200℃經(jīng)12h時(shí)效處理后合金的抗拉強(qiáng)度由固溶態(tài)的109.27MPa提高到168.02MPa。兩種合金在鑄態(tài)及時(shí)效

5、處理后均表現(xiàn)為具有少量微觀撕裂棱的脆性斷裂,固溶處理后表現(xiàn)為存在少量微觀韌窩的脆性斷裂。
　　兩種合金經(jīng)熱處理后,無(wú)論是在150℃還是250℃下的拉伸性能均有所提高?？绽浣饘傩丸T態(tài)合金經(jīng)450℃固溶處理16h后的試樣在150℃時(shí)的高溫拉伸強(qiáng)度由鑄態(tài)的94.47MPa提高到118.36MPa,延伸率由鑄態(tài)的2.35％提高到4.05%。450℃固溶處理16h后的試樣在250℃時(shí)的高溫拉伸強(qiáng)度由鑄態(tài)的89.32MPa提高到106.45M

6、Pa,延伸率由鑄態(tài)的3.99%提高到5.56%。熱處理前后的試樣在150℃和250℃的宏觀斷口均為正斷型,微觀表現(xiàn)為沿晶斷口。合金在150℃和250℃拉伸時(shí)均為固溶強(qiáng)作用明顯。
　　對(duì)于水冷金屬型鑄造合金而言,鑄態(tài)合金經(jīng)450℃固溶處理16h后,試樣在150℃時(shí)的高溫拉伸強(qiáng)度由鑄態(tài)的101.12MPa提高到144.11MPa,延伸率由鑄態(tài)的4.85%提高到6.32%。450℃固溶處理16h后再經(jīng)220℃時(shí)效處理12h,合金在250