sn和超聲處理對(duì)mg6zn0.5y合金組織及性能的影響

1、 Sn 和超聲處理對(duì) Mg-6Zn-0.5Y 合金組織及性能的影響 重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文 （專(zhuān)業(yè)學(xué)位） 學(xué)生姓名：李 迪 指導(dǎo)教師：薛寒松 副教授 學(xué)位類(lèi)別：工程碩士（材料工程領(lǐng)域） 重慶大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 二 O 一五年四月 重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文 中文摘要 I 摘 要 本文分別采用合金化和熔體超聲處理兩種手段來(lái)改善合金的組織和性能，特別是合金的塑韌性，以期擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。實(shí)驗(yàn)通過(guò)采用光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡、X 射線衍射儀

2、、電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)等進(jìn)行分析表征，確定了合金最佳的成分比及最佳的超聲處理功率，并系統(tǒng)探討了 Sn 合金化和熔體超聲處理對(duì)合金組織及力學(xué)性能的影響機(jī)理。 Sn 的添加明顯細(xì)化了合金的鑄態(tài)組織， 且隨著 Sn 的增加 α-Mg 基體逐漸向近等軸晶轉(zhuǎn)變，但是當(dāng) Sn 含量達(dá)到 4%時(shí)，晶粒有長(zhǎng)大的趨勢(shì)。Sn 在合金中主要以MgSnY 和 Mg2Sn 相的形式存在。 另外，鑄態(tài)合金的抗拉強(qiáng)度和延伸率隨 Sn 含量的增加呈先上升后下降的規(guī)律。Sn

3、含量為 1%時(shí)，合金的延伸率達(dá)到最大值，由7.2%增加到 13.5%， 增幅達(dá) 87.5%。 Sn 含量為 2%時(shí)， 合金的抗拉強(qiáng)度達(dá)到最大值，由 110MPa 增加到 189MPa，增幅達(dá) 71.8%。分析認(rèn)為，Sn 主要通過(guò)細(xì)晶強(qiáng)化、固溶強(qiáng)化及彌散強(qiáng)化來(lái)提高鑄態(tài)合金的性能。 Mg-6Zn-0.5Y-xSn 合金經(jīng) 420℃/12h 均勻化熱處理后， Zn 在晶界的偏聚基本消除，Sn 在晶界的偏聚沒(méi)有得到明顯改善，Y 的分布仍然比較均

4、勻。其中，Mg-6Zn-0.5Y-2Sn 合金的均勻化效果最為理想，隨著 Sn 含量的繼續(xù)增加，合金均勻化效果越來(lái)越差，未溶的塊狀化合物越來(lái)越多，分析表明這些未溶的塊狀化合物主要是 MgSnY 和 Mg2Sn 相。 Mg-6Zn-0.5Y-xSn 合金在熱擠壓變形過(guò)程發(fā)生了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶， 晶粒得到了明顯細(xì)化，隨著 Sn 含量的增加，沒(méi)有被破碎的大塊狀第二相逐漸增多。另外，擠壓態(tài)Mg-6Zn-0.5Y-xSn 合金的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、延伸

5、率都隨著 Sn 含量的增加呈先上升后下降的規(guī)律。當(dāng)合金中 Sn 含量為 1%時(shí)，屈服強(qiáng)度略有提高，抗拉強(qiáng)度提高則較為明顯，此時(shí)延伸率達(dá)到最大值為 14.8%，增幅為 6.5%。當(dāng) Sn 含量為 2%時(shí)，抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度均達(dá)到最大值，分別為 312MPa 和 212 MPa，增幅分別為18.6%和 26.9%。繼續(xù)增加 Sn 的含量，合金性能開(kāi)始惡化。分析認(rèn)為，擠壓變形過(guò)程中未被破碎的大塊狀第二相是導(dǎo)致合金性能惡化的主要因素。 超聲處理

6、能夠顯著細(xì)化 Mg-6Zn-0.5Y 合金的凝固組織，其細(xì)化程度與超聲處理功率有關(guān)，當(dāng)處理功率為 600W 時(shí)，晶粒細(xì)化效果最好。另外，未經(jīng)超聲處理鑄態(tài) Mg-6Zn-0.5Y 合金的準(zhǔn)晶 I 相在晶界呈粗大的半連續(xù)網(wǎng)狀分布，經(jīng)超聲處理后，準(zhǔn)晶 I 相在晶界明顯細(xì)化、彌散化，且隨著處理功率的提高，準(zhǔn)晶 I 相的面積分?jǐn)?shù)逐漸減少。最后隨著超聲處理功率的提高，鑄態(tài) Mg-6Zn-0.5Y 合金的抗拉強(qiáng)度和延伸率呈先上升后下降的趨勢(shì)，當(dāng)處理功