反向熱擠壓Mg-Sn二元合金的組織與性能研究.pdf

1、由于Sn在Mg中有著很大的固溶度，且隨溫度的降低而發(fā)生明顯減少，同時也能夠形成更高穩(wěn)定性的金屬間化合物Mg2Sn，使得Mg-Sn基鎂合金越來越受到關注，最近幾年研究的熱點表現(xiàn)在Mg-Sn二元合金固溶時效、鑄造合金的耐熱性及合金化對它們力學性能的影響以及擠壓和軋制后的Mg-Sn基鎂合金的組織與性能關系，變形Mg-Sn基合金具有細小的晶粒及高的拉/壓屈服強度對稱性(R)。但關于Mg-Sn基變形態(tài)合金拉伸壓縮過程中高R值的本質以及孿晶的研究卻

2、鮮有報道。另外，根據超塑性理論當晶粒細化至10μm以下時，在一定溫度和應變速率下拉伸能實現(xiàn)超常的延伸率，表現(xiàn)為超塑性，但是關于Mg-Sn合金的高溫拉伸性能還沒有報道。因此，本文通過金相顯微鏡、掃描電鏡、XRD衍射儀及室溫和高溫力學性能測試，對Mg-xSn(x=3，7，14wt.％)合金熱擠壓態(tài)的組織和力學性能進行了研究，從而為更好地建立Mg-Sn基變形鎂合金組織與性能的關系及開發(fā)新型的變形鎂合金奠定基礎。本研究得到的主要結論如下:

3、>　　Mg-xSn(x=3，7，14wt.％)合金在300℃時進行反向熱擠壓時，三種合金皆發(fā)生了完全動態(tài)再結晶，使得其晶粒尺寸由均勻化處理后的220、160和93μm細化為擠壓后的28,3和16μm。其中由于在Mg-7Sn合金中，大量細小Mg2Sn相均勻彌散析出，提供了再結晶異質形核質點且阻礙了再結晶晶粒的長大，導致其發(fā)生了最為顯著地晶粒細化。最終使得熱擠壓Mg-7Sn合金具有最好的室溫拉伸屈服強度、抗拉強度和R值，分別為176MPa、

4、225MPa和0.97。對Mg-7Sn合金三種強化機制的計算分析可以得出細晶強化是Mg-7Sn合金的主要強化機制。
　　Mg-7Sn合金在250℃保溫0.5h擠壓時，由于更細小的Mg2Sn相均勻彌散析出，基體晶粒發(fā)生了更為顯著地細化，大約2.0μm。隨著保溫時間延長至2h，由于析出Mg2Sn相的長大，降低了其對再結晶形核及晶粒長大的作用，使得熱擠壓后的晶粒尺寸長大到5.0μm。兩種反擠狀態(tài)的Mg-7Sn合金的室溫拉伸屈服強度分別為

5、197和160MPa，抗拉強度分別為259和239MPa，R值分別為0.96和0.88。
　　對基體晶粒尺寸為2.0μm的Mg-7Sn合金不同壓縮變形量組織分析表明，僅在大的晶粒中產生了孿晶，這意味著其變形機制主要為基面和非基面滑移。而且細晶阻礙了孿晶的產生，減少了壓縮屈服強度的降低，從而使得Mg-7Sn合金具有很高的R值。
　　Mg-7Sn合金在100～350℃下高溫拉伸表明，晶粒沿拉伸方向伸長使得晶粒無法轉動導致應變速率