含特殊結(jié)構(gòu)相鎂合金組織及性能研究.pdf

1、近年來(lái)，作為密度最低的商用金屬結(jié)構(gòu)材料-鎂合金，因其具有高比強(qiáng)度、高比剛度以及極佳的阻尼性能，受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。然而，鎂合金耐磨性、抗蠕變性能、耐蝕性、耐熱性較差且強(qiáng)度偏低限制了其更加廣闊的應(yīng)用。鎂合金中加入Zn和Y等元素可有效提高合金的室溫、高溫強(qiáng)度及抗蠕變性能，因此在航空、航天和民用交通等領(lǐng)域具有較好的應(yīng)用前景。添加 Zn于 Mg-Y合金中往往會(huì)生成幾種合金相(準(zhǔn)晶相、LPSO相及Mg-Y-Zn化合物)，而準(zhǔn)晶相與長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)

2、相(LPSO)具有特殊晶體結(jié)構(gòu)，當(dāng)其作為第二相存在基體中可以起到特殊作用。本文詳細(xì)地研究了鑄態(tài)、熱處理態(tài)含有特殊結(jié)構(gòu)相鎂合金的顯微組織，并對(duì)合金的室溫強(qiáng)度、硬度、摩擦磨損、耐腐蝕及阻尼性能進(jìn)行了研究,得出主要結(jié)論如下：
　　(1)對(duì)于鑄態(tài) Mg93ZnxY7-x(x=2.33，2.8，3，3.5，6)合金而言，Zn/Y比對(duì)合金的相組成有著顯著影響,當(dāng)Zn/Y為1:2時(shí)，合金的主要相組成為α-Mg，LPSO(Mg12ZnY)和W(M

3、g3Zn2Y3)相;當(dāng) Zn/Y分別為2:3,3:4和1:1時(shí)，合金的主要相組成為α-Mg和LPSO(Mg12ZnY)相;當(dāng)Zn/Y為6:1時(shí)，合金的主要相組成為α-Mg和I相(Mg3Zn6Y)。合金的硬度、室溫強(qiáng)度、耐磨性、耐腐蝕性隨著Zn/Y的變化而發(fā)生顯著變化。綜合比較，Zn/Y為1:2時(shí)合金的硬度、耐磨性、塑性及耐腐蝕性最好。
　　(2)對(duì)于含 LPSO相的 Mg97Zn1Y2合金而言，熱處理對(duì)合金組織及性能有著顯著影響。

4、隨著固溶時(shí)間的增加Mg97Zn1Y2的組織發(fā)生顯著的變化，α-Mg枝晶發(fā)生熔斷；LPSO相在固溶過(guò)程中，不但沒(méi)有發(fā)生溶解，而且有長(zhǎng)大趨勢(shì)。合金的硬度、強(qiáng)度、阻尼性能及耐腐蝕性能經(jīng)過(guò)熱處理后有一定幅度的提高。
　　(3)對(duì)于含 I相的 Mg93Zn6Y1合金而言，熱處理對(duì)合金組織及性能影響顯著。經(jīng)T6處理后，準(zhǔn)晶相往往以六邊形或塊狀形貌析出于α-Mg相內(nèi)部，且隨著時(shí)效時(shí)間的增加而增多。鑄態(tài)Mg93Zn6Y1合金的硬度、阻尼性能及耐腐

5、蝕性能隨著熱處理時(shí)間的增加而提高。
　　(4)首次在Mg-Y-Zn合金系中發(fā)現(xiàn)了準(zhǔn)晶(I)和長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)(LPSO)相共存，該合金的化學(xué)成分為Mg80Y4Zn16（原子比）。該合金在連續(xù)的加熱過(guò)程中，在350℃時(shí)出現(xiàn)吸熱峰，對(duì)應(yīng)Mg12YZn相溶解;位于426℃的吸熱峰，對(duì)應(yīng)Mg3Zn6Y1相的熔點(diǎn);出現(xiàn)于498℃的吸熱峰，對(duì)應(yīng)于α-Mg相的熔點(diǎn)。該合金平均阻尼值為0.03，為高阻尼鎂合金，其硬度和耐腐蝕性能隨著固溶時(shí)間的增加呈現(xiàn)先