長(zhǎng)周期堆垛有序結(jié)構(gòu)增強(qiáng)高強(qiáng)度Mg-Y-Zn合金的研究.pdf

1、鎂合金由于具有低密度和高的比強(qiáng)度被認(rèn)為是汽車和航天領(lǐng)域最有潛力的結(jié)構(gòu)材料。但鎂合金存在絕對(duì)強(qiáng)度低，高溫性能及塑性差等缺點(diǎn)，制約著高性能鎂合金材料的開發(fā)與應(yīng)用。近幾年，在Mg-RE-Zn三元合金系中開發(fā)了一系列具有長(zhǎng)周期堆垛有序(LPSO)結(jié)構(gòu)的新型鎂合金，這種合金有著獨(dú)特的微觀結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的室溫、高溫力學(xué)性能，因此受到了廣泛關(guān)注。
　　 本文采用常規(guī)鑄造、等通道角擠壓處理的方法，制備具有長(zhǎng)周期堆垛有序結(jié)構(gòu)的Mg-Y-Zn合金；對(duì)其

2、長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)增強(qiáng)相的形成及強(qiáng)化效果進(jìn)行研究；分析不同工藝條件對(duì)長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)的形成、轉(zhuǎn)化及其對(duì)合金終態(tài)力學(xué)性能的影響。研究結(jié)果如下：
　　 (1)利用常規(guī)鑄造方法，能夠制備出含有長(zhǎng)周期堆垛有序(LPSO)結(jié)構(gòu)的鎂合金。在Mg100-3XZnXY2X合金系中，Mg94Zn2Y4合金具有最優(yōu)的室溫與高溫力學(xué)性能。Mg94Zn2Y4合金的基體為2H-Mg，X相(Mg12Y1Zn1)主要是由18R-LPSO結(jié)構(gòu)和夾在其中間的少量2H-Mg薄片

3、組成。
　　 (2)Mg94Zn2Y4合金中加入0.13wt.％Sr，可改善合金的力學(xué)性能，尤其是對(duì)韌性的提升，使得合金的伸長(zhǎng)率由原來(lái)的2.7％，提升到4.6％。合金韌性的改善是由于晶粒細(xì)化和α-Mg基體中出現(xiàn)堆垛層錯(cuò)(SF)綜合作用的結(jié)果。
　　 (3)固溶處理(500℃、35 h)后，Mg93.96Zn2Y4Sr0.04合金中部分X相發(fā)生熔解，并且在α-Mg基體中生成具有14H型長(zhǎng)周期堆垛有序(LPSO)結(jié)構(gòu)的極細(xì)針

4、狀析出物。這種結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，起到了一定的析出強(qiáng)化效果。
　　 (4)Cu能夠完全或者部分的替代Zn元素，以制備出含有長(zhǎng)周期堆垛有序(LPSO)結(jié)構(gòu)的Mg94Cu2Y4、Mg94Zn1Cu1Y4合金。但在Cu部分替代Y的Mg94Zn2Cu2Y2合金中沒有發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)。
　　 (5)常規(guī)鑄造后經(jīng)等通道角擠壓可以制備出高強(qiáng)度Mg93.96Zn2Y4Sr0.04合金，合金的室溫抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率可以達(dá)到408 MPa和5.1％，2