基于SPS法鎂和鎂合金TAZ811制備及組織性能研究.pdf

1、Mg-8Sn系合金以耐腐蝕性優(yōu)異、強度高等優(yōu)點而逐漸成為鎂合金領域的研究熱點。目前大多數學者采用鑄造法制備Mg-8Sn系合金并進行研究，而主要強化相Mg2Sn偏析嚴重、易粗化等問題導致鎂合金的塑性降低。針對此問題，本文提出了采用粉末冶金方法中的放電等離子燒結(SPS)法制備Mg-8Sn系合金，以期提高強化相Mg2Sn分布的均勻性且保證晶粒不粗化。
　　按TAZ811配比對鎂粉末、錫粉末、鋅粉末和鋁粉末進行高能球磨混粉，制得TAZ8

2、11合金粉末；采用SPS法制備不同燒結溫度(530℃、550℃、570℃、590℃)的鎂和鎂合金TAZ811。采用X射線衍射儀(XRD)和掃描電子顯微鏡(SEM)對其微觀組織和物相進行觀察；探究SPS的燒結機理；利用萬能拉伸試驗機對其宏觀力學性能進行測試，并利用納米壓痕儀對其微區(qū)力學性能進行研究；采用電化學腐蝕試驗對其耐腐蝕性進行測試。對比分析鎂和鎂合金TAZ811的界面行為并探討力學性能和耐腐蝕性差異的原因。
　　高能球磨后的各

3、組元粉末混合均勻，從而保證了析出相沿顆粒邊界分布均勻；SPS燒結過程升溫速度快、保溫時間短，顆粒尖端放電產生了局部高溫，可實現顆粒間的有效結合且晶粒不易長大。
　　不同燒結溫度的鎂和鎂合金TAZ811材料，組織結合較為良好，致密度可達98％以上。微觀組織觀察表明：鎂材料是由α-Mg相和顆粒界面處的MgO相組成；鎂合金TAZ811材料主要是由α-Mg相和顆粒界面處的析出相Mg2Sn相組成，Mg2Sn的厚度在1.4μm~3.6μm之間

4、。
　　宏觀力學性能表明：鎂材料的彎曲強度隨著燒結溫度的升高而增強，當燒結溫度為590℃時，彎曲強度最高可達136 MPa；而TAZ811材料的彎曲強度隨著燒結溫度的升高先增加后降低，當燒結溫度為570℃時彎曲強度最高，可達215 MPa。
　　微觀力學性能表明：鎂材料的顆粒界面處和顆粒中央的硬度與彈性模量隨燒結溫度的升高而增大，界面處性能均比顆粒中央高，在590℃時顆粒界面處硬度最高，可達0.899 GPa，顆粒中央硬度最

5、高達0.693 GPa；與之相應，模量最大值分別為39.538 GPa和36.879 GPa。TAZ811材料的顆粒界面析出相處和顆粒中央的硬度與模量隨著燒結溫度的升高而增大，到590℃時有所降低。在570℃時析出相附近的硬度最高，可達1.809 GPa，顆粒中央硬度最高達1.253 GPa；與之相應，模量最大值分別為59.433 GPa和48.249 GPa。
　　電化學試驗表明：鎂和鎂合金TAZ811材料的腐蝕形貌為顆粒邊界嚴