Mg-Zn-Sn-Al-X變形鎂合金的組織及力學(xué)性能研究.pdf

1、變形鎂合金由于比鑄造鎂合金具有更高的強(qiáng)度，作為輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料在汽車、電子和航空航天等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。針對(duì)變形鎂合金的組織與性能開展研究不僅可以為新型變形鎂合金的開發(fā)奠定理論基礎(chǔ)，也可以為變形鎂合金結(jié)構(gòu)件的安全設(shè)計(jì)和合理使用提供可靠的理論依據(jù)。近年來，Mg-Zn-Sn系合金作為新開發(fā)的變形鎂合金備受關(guān)注。本論文運(yùn)用金相分析，顯微硬度，力學(xué)拉伸，X射線衍射分析，掃描電鏡分析和透射電鏡分析等手段研究了Mg-Zn-Sn-Al-X軋制態(tài)鎂合

2、金和軋制時(shí)效態(tài)合金的微觀組織和力學(xué)性能，為低成本高性能變形鎂合金的開發(fā)提供詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論依據(jù)。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　 (1)系統(tǒng)研究了鋅錫比（0.5，1和2）對(duì)Mg-xZn-ySn-2Al-0.2Ca（x+y=9wt％）軋制合金組織與力學(xué)性能的影響。研究結(jié)果表明，隨著鋅錫比的升高，直接軋制和固溶軋制組織中晶粒尺寸、孿晶體積分?jǐn)?shù)均呈現(xiàn)增大后降低的變化規(guī)律，直接軋制、固溶軋制以及固溶軋制時(shí)效態(tài)合金的強(qiáng)度和伸長率均呈現(xiàn)先

3、升高后降低的趨勢(shì)，其中鋅錫比為1的合金綜合力學(xué)性能最佳。
　　 (2)研究了Ca加入量（0.2，0.4和0.6％）對(duì)Mg-4.5Zn-4.5Sn-2Al基軋制合金組織與力學(xué)性能的影響。研究結(jié)果表明，添加0.2％Ca可細(xì)化軋制態(tài)合金組織，提高孿晶體積分?jǐn)?shù)，促進(jìn)第二相動(dòng)態(tài)析出;軋制態(tài)合金的室溫抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度分別提高到379MPa和266MPa，伸長率下降到7.1％，200℃抗拉強(qiáng)度和伸長率分別提高到102MPa、85.7％;少量

4、Ca的加入提高了合金中析出相的時(shí)效析出激活能，延緩了時(shí)效進(jìn)程，細(xì)化了時(shí)效析出相，并抑制Mg2Sn相聚集長大，時(shí)效態(tài)合金的室溫抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度分別提高到406MPa、284MPa，伸長率提高到8.9％，而200℃抗拉強(qiáng)度提高到170MPa，伸長率下降到42.9％。
　　 (3)研究了加入0.1％Ti以及復(fù)合添加0.1％Ti和0.02％B對(duì)Mg-4.5Zn-4.5Sn-2Al基軋制合金組織與力學(xué)性能的影響。研究結(jié)果表明，添加少量T

5、i以及復(fù)合添加Ti、B降低了合金的軋制成形性，細(xì)化了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒，減少了孿晶體積分?jǐn)?shù)，并降低了合金的組織均勻性，對(duì)軋制態(tài)合金強(qiáng)度的提高不顯著，并導(dǎo)致伸長率下降;此外，降低了合金析出相的時(shí)效析出激活能，加快了時(shí)效進(jìn)程，但時(shí)效強(qiáng)化效果不理想。
　　 (4)研究了復(fù)合添加0.1％Ti和0.2％Ca對(duì)Mg-4.5Zn-4.5Sn-2Al基軋制合金組織與力學(xué)性能的影響。研究結(jié)果表明，復(fù)合添加Ca、Ti可以細(xì)化動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒，減小孿晶體積