Ca和Si對Mg-5Al合金熱裂及力學(xué)性能的影響.pdf

1、目前鎂合金不僅在常溫應(yīng)用更在高溫環(huán)境中應(yīng)用，以在汽車中的應(yīng)用居多。添加稀土元素提高鎂合金的高溫性能成本過高不適宜民用產(chǎn)品。堿土元素Ca可以有效提高鎂合金的高溫性能，其對鎂合金的熱裂抗性影響比較大。本文通過不同（0.5wt.％-4.5wt.％）Ca含量研究其對Mg-5Al合金的熱裂抗性，以確定Mg-5Al合金中Ca的合理添加范圍及熱裂機(jī)制。并進(jìn)一步研究Mg-5Al-2.5Ca-0.9(1.9) Si合金組織及常溫和高溫力學(xué)性能，在此基礎(chǔ)上

2、研究T4、T6(8h，16h，24h，32h)熱處理對Mg-5Al-2.5Ca-0.9Si合金組織及常溫和高溫力學(xué)性能的作用，分析并確定Mg-5Al-2.5Ca-0.9Si合金的最佳熱處理工藝。
　　采用等長熱裂試棒法進(jìn)行熱裂實(shí)驗(yàn)，通過OM、SEM方法觀察熱裂斷口及組織形貌，通過XRD、EDS及線掃描分析相組成及其形貌，采用拉伸實(shí)驗(yàn)分析合金常溫及高溫(150℃)下力學(xué)性能，得出以下結(jié)論:隨著Ca含量的增加Mg-5Al合金的抗熱裂性

3、先增大后降低，在Ca含量為2.5wt.％時(shí)合金的抗熱裂性能達(dá)到最佳;隨著Ca含量的增加，Mg-5Al合金中共晶組織含量增多且共晶組織趨近相同成分，合金補(bǔ)縮能力增強(qiáng);當(dāng)Ca含量大于2.5wt.％時(shí)由于合金力學(xué)性能不佳導(dǎo)致晶粒搭橋斷裂進(jìn)而產(chǎn)生熱裂紋但熱裂抗性仍優(yōu)于0.5wt.％Ca和1.5wt.％Ca。Mg-5Al-2.5Ca合金中加入Si合金中出現(xiàn)Mg2Si相且Ca對Mg2Si相的變質(zhì)作用使合金中Mg2Si相呈多邊形形貌，合金力學(xué)性能提高

4、;Si含量過多后Mg2Si相變得粗大同時(shí)消耗一部分Ca使Al2Ca相分布密度降低合金力學(xué)性能下降;在Si含量為0.9wt.％時(shí)合金力學(xué)性能最佳，常溫σ0.2為168.42MPa，σb為203.05MPa，δ為7.3％;高溫σ0.2為116.32MPa，σb為155.09MPa，δ為9.3％。Mg-5Al-2.5Ca-0.9Si合金經(jīng)T4處理，合金中含有Al2Ca相的共晶組織固溶到基體中，合金力學(xué)性能下降低于鑄態(tài);經(jīng)T6處理后隨時(shí)效時(shí)間增

5、長合金中Al2Ca相析多量越來越多并呈現(xiàn)顆粒狀、桿狀形貌合金力學(xué)性能升高并高于鑄態(tài)，時(shí)效32h時(shí)析出Al2Ca相聚集區(qū)粗化合金力學(xué)性能略有下降;在T6(24h)處理下合計(jì)力學(xué)最佳，常溫σ0.2為178.36MPa，σb為218.57MPa，δ為9.5％;高溫σ0.2為146.80MPa，σb為190.91MPa，δ為11.3％。Mg-5Al-2.5Ca-0.9Si合金經(jīng)過熱處理后高溫力學(xué)性能較常溫力學(xué)性能提高明顯說明作為高溫強(qiáng)化相Al2