Mg-Al-Zn與Mg-Zn-Y-Zr合金半固態(tài)制備技術(shù)研究.pdf

1、半固態(tài)金屬加工技術(shù)因作為一種近凈成形技術(shù)而備受矚目。與傳統(tǒng)的鑄造工藝相比，具有獨特的技術(shù)優(yōu)勢和廣闊的應(yīng)用前景。綜合鎂合金性能優(yōu)勢、資源優(yōu)勢與半固態(tài)成型技術(shù)特點而發(fā)展起來的鎂合金半固態(tài)成型技術(shù)成為目前的研究熱點之一。
　　本文以AZ80鎂合金為主、Mg-Zn-Y-Zr為輔，采用半固態(tài)等溫處理法制備了半固態(tài)坯料。主要研究了兩種合金等溫處理過程中微觀組織的演變規(guī)律，分析了α-Mg晶粒尺寸及形狀系數(shù)與AZ80鎂合金等溫工藝參數(shù)的定量關(guān)系。

2、同時，研究了兩種合金在多級等溫預(yù)熱過程中組織形態(tài)與尺寸的變化規(guī)律。
　　本論文研究工作的主要結(jié)論如下:
　　1)擠壓AZ80鎂合金在不高于350℃進行等溫處理且等溫時間在12h內(nèi)，α-Mg晶粒長大方式為穩(wěn)定的正常長大;同時，α-Mg晶粒尺寸基本呈線性變化。不同等溫溫度下的α-Mg晶粒尺寸的平均增量率分別為:0.03μm/h(250℃)、0.19μm/h(300℃)、0.49μm/h(350℃)。
　　2)擠壓AZ80鎂

3、合金在等溫溫度為450℃時，等溫處理時間為1h和2h后，擠壓AZ80鎂合金顯微組織中α-Mg晶粒仍呈等軸晶形式存在，并且α-Mg晶粒尺寸分布較均勻。并且，等溫時間在2h內(nèi)時，擠壓AZ80鎂合金的α-Mg晶粒長大方式為正常長大。當?shù)葴貢r間為3h時，擠壓AZ80鎂合金中α-Mg晶粒長大方式為反常長大。
　　3)相同參數(shù)條件下，與鑄造AZ80鎂合金相比，擠壓AZ80鎂合金經(jīng)半固態(tài)等溫處理后α-Mg晶粒更圓整，晶粒尺寸分布更均勻。鑄造AZ

4、80鎂合金半固態(tài)等溫處理過程中α-Mg晶粒內(nèi)液相出現(xiàn)機制以枝晶臂合并而將部分液相包裹于晶內(nèi)為主;擠壓AZ80鎂合金半固態(tài)等溫處理過程中α-Mg晶粒內(nèi)液相出現(xiàn)機制以α-Mg晶內(nèi)溶質(zhì)元素富集而導(dǎo)致局部優(yōu)先熔化為主。
　　4)半固態(tài)等溫處理過程中，擠壓AZ80鎂合金組織演變過程主要表現(xiàn)為晶粒合并粗化、晶界局部液相出現(xiàn)和液相區(qū)擴大、α-Mg晶粒球化轉(zhuǎn)變、熟化與合并長大幾個階段。經(jīng)半固態(tài)等溫處理后，α-Mg基體晶粒尺寸符合高斯分布。

5、　　5)擠壓Mg-Zn-Y-Zr合金在450℃下，且等溫時間在4h內(nèi)，α-Mg晶粒尺寸長大方式為正常長大。并且隨著等溫時間的延長，α-Mg晶粒尺寸增大趨勢逐漸減小。不同等溫時間段內(nèi)α-Mg晶粒尺寸平均增長趨勢分別為:1.45μm/h(1h～2h)、0.68μm/h(2h～3h)、0.38μm/h(3h～4h)。
　　6)鑄態(tài)Mg-Zn-Y-Zr合金的相組成為α-Mg和I相(Mg3Zn6Y)，其中α-Mg晶粒呈等軸晶形式存在，尺寸約

6、為40μm。擠壓態(tài)合金相為單一的α-Mg，且晶粒非常細小。
　　7)鑄造與擠壓Mg-Zn-Y-Zr合金均可通過等溫處理法獲得具有固/液分布較均勻、固相顆粒圓整度較高的組織形態(tài)的半固態(tài)坯料。綜合固相率、固/液相分布均勻程度、α-Mg晶粒尺寸以及α-Mg固相顆粒圓整度這四個評價指標可知:相對于鑄造合金而言，以擠壓Mg-Zn-Y-Zr合金作為原材料制備的半固態(tài)坯料組織由于液相率變化較快而具有更高的效率。綜合等溫過程中液相率穩(wěn)定性以及α-