Mg-Gd-Y系鎂合金強韌化研究.pdf

1、眾所周知，鎂合金雖具有諸多的優(yōu)點，但是存在強度低、塑性差、防腐性差和高溫性能差等一些缺陷。本文從提高鎂合金的強度和韌性的角度，研究了Mg-15Gd-3Y合金的鑄態(tài)、擠壓及其經(jīng)時效處理后的顯微組織和力學性能，得到了一些有意義的結(jié)論。首先，該合金的鑄態(tài)組織呈枝晶狀，主要物相為Gd、Y在鎂中的固溶體α-Mg和晶界晶內(nèi)的Gd、Y共晶化合物顆粒。480℃/4h是最佳的固溶工藝，固溶后晶界平直化，晶粒長大。固溶溫度太高或時間太長，稀土元素富集球化，

2、合金中出現(xiàn)共晶復熔現(xiàn)象。該合金鑄態(tài)的抗拉強度為156.5Mpa，延伸率為1.5%；T4態(tài)的抗拉強度為206Mpa，延伸率為3.2%；T6態(tài)的抗拉強度為257 Mpa，延伸率為3.84%。其次，對Mg-15Gd-3Y合金進行了擠壓變形。棒料擠壓時發(fā)生再結(jié)晶，其不同部位因變形程度的不同，組織也具有明顯的不均勻性；邊緣處再結(jié)晶晶粒非常細小，沿著擠壓方向有很明顯的取向性；而中間區(qū)域再結(jié)晶不明顯，存在較為粗大的未再結(jié)晶晶粒。擠壓后該合金的拉強度約

3、300Mpa,延伸率約10.62%。對擠壓合金進行了時效處理，隨著時效時間的延長，合金的硬度值總體呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。最佳時效工藝是225℃/14h，硬度能達到最大值135HV?？估瓘姸茸罡哌_446.67MPa,此時延伸率為6.69%,時效工藝是200℃/100h。最后，通過透射電鏡等手段對該合金的強韌化機理進行了研究。結(jié)果表明,在22 5℃/14h下，晶內(nèi)彌散析出很多納米尺度的稀土亞穩(wěn)β′相且與基體有著良好的共格匹配性，使合金具有

4、很高的強度和硬度，但會損失一部分塑性；而在22 5℃/70h的過時效狀態(tài)下，納米尺度的亞穩(wěn)相長大成穩(wěn)定β相且與基體失去共格匹配關(guān)系，晶格畸變減弱，使得合金強度硬度下降，塑性回升。在最高強度的200℃/100h時效下,合金析出呈網(wǎng)狀或魚鱗狀的納米尺度時效析出亞穩(wěn)β′相，有效地阻礙亞晶界和位錯的運動；析出相的形成導致晶格常數(shù)的變化，起到晶格畸變強化的作用；顆粒相的彌散均勻分布對鎂基體起到顆粒強化的作用；因此，該合金中由于Gd的存在，具有很好