AZ系鎂合金壓入蠕變行為的研究.pdf

1、鎂合金的高溫性能尤其是抗蠕變性能較差，制約了其在工業(yè)上廣泛應用。提高鎂合金的高溫性能一直是鎂合金研究的熱點。本文選用工業(yè)上較為常用的AZ81合金為基礎，添加富鈰稀土得到AZ81+0.5％RE合金，AZ81+1.5％RE合金和AZ81+2.5％RE合金。采用自制的試驗裝置對其進行壓入蠕變試驗，通過建立穩(wěn)態(tài)壓入蠕變本構方程分析合金蠕變時的行為特點，利用X射線衍射和掃描電子顯微鏡等設備觀察蠕變前后組織和成分的變化，探討合金在試驗條件下的蠕變機

2、制。結果表明：
　　 (1)在溫度為120～180℃，應力為125～175MPa的試驗條件下，AZ81合金、AZ81+0.5％RE合金，AZ81+1.5％RE合金和AZ81+2.5％RE合金在穩(wěn)態(tài)壓入蠕變時應力指數(shù)n的平均值分別為2.33、2.20、1.98和1.62，蠕變激活能Qc的平均值分別為49.0kJ/mol、52.9kJ/mol、56.0kJ/mol和59.6kJ/mol，材料結構常數(shù)A分別為2360、2080、471

3、和130。
　　 (2)AZ81合金的鑄態(tài)組織為α-Mg和β-Mg17Al12，蠕變后沒有新相生成，但是蠕變過程中在晶界處有大量的、粗大的Mg17Al12相非連續(xù)析出，導致合金的抗蠕變性能急劇下降。
　　 (3)向AZ81合金中添加富鈰稀土后，在凝固時會在晶界析出針狀或點狀的Al4Ce相，Al4Ce相能阻礙晶粒的生長，起到細化晶粒的作用。AZ81+0.5％RE合金，AZ81+1.5％RE合金和AZ81+2.5％RE合金的

4、鑄態(tài)組織都是α-Mg、β-Mg17Al12和Al4Ce相。在AZ81+2.5％RE合金中Al4Ce相的形貌比較粗大。
　　 (4)含稀土的AZ81合金進行蠕變試驗后沒有新相生成。添加稀土的含量越高，AZ81E合金的抗蠕變性能越好。由于Ce元素和Al元素的結合能力較強，在蠕變過程中會生成熔點較高的Al4Ce相，抑制了Mg17Al12相的非連續(xù)析出。此外Al4Ce相針扎晶界的能力較強，進一步提高合金的抗蠕變性能。
　　 (5

5、)在本試驗設定的溫度和應力條件下，AZ81合金和AZ81+0.5％RE合金蠕變時占主導的是晶界滑移機制，此外還存在位錯滑移機制但對蠕變的影響作用較小。AZ81+1.5％RE合金和AZ81+2.5％RE合金蠕變時占主導的是晶界滑移機制，此外有擴散蠕變機制伴隨晶界滑移出現(xiàn)，但是對蠕變的影響不大。
　　 (6)盡管稀土添加量越高，AZ81合金的抗蠕變性能越好，但是結合合金在常溫時的綜合力學性能，以及高溫時的抗拉強度、屈服強度和韌性，還