Sn元素對(duì)AZ80變形鎂合金組織和性能的影響.pdf

1、本文以開發(fā)新型高性能變形鎂合金為研究目的，通過金相組織觀察（OM), X射線衍射分析（XRD)，掃描電子顯微觀察（SEM)，能譜分析（EDS)，透射電子顯微觀察（TEM)，以及室溫拉伸試驗(yàn)等方法，系統(tǒng)的研究了AZ80-xSn(x=0，l，2，4，wt.％)合金的微觀組織形貌特征以及室溫力學(xué)性能。
　　本主要內(nèi)容包括：⑴AZ80-xSn合金中相組成為a-Mg，Mgi7Ali2和Mg2Sn相。隨著S n元素含量的增加，鑄態(tài)和擠壓態(tài)AZ

2、80-xSn合金中Mg17A l12相和Mg2S n相增多。Sn元素促進(jìn)了合金擠壓過程中發(fā)生的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶過程，擠壓后AZ80-xSn(x=0,1,2,4,wt.%)合金平均晶粒尺寸分別為：10.30pm，13.03[an,14.02和10.24嘩。當(dāng)含量低于2wt.%時(shí)，Sn元素固溶于基體當(dāng)中，且能夠促進(jìn)合金晶粒的長(zhǎng)大;當(dāng)Sn含量高于2 wt.%時(shí),有大量Mg2Sn相散亂的分布于基體中，該Mg2Sn相可以抑制晶粒長(zhǎng)大，細(xì)化合金晶粒。當(dāng)S

3、n含量低于2wt.%時(shí)，T6時(shí)效態(tài)AZ80-xSn合金中非連續(xù)析出相隨著Sn含量的增加而增多，當(dāng)Sn含量高于2 wt.%時(shí)，時(shí)效態(tài)合金中非連續(xù)相隨著Sn含量的增加而減少。AZ80-lSn合金中非連續(xù)Mgi7Ali2相形貌長(zhǎng)直，且呈規(guī)則的平行片層狀析出，而AZ80-2S11合金中連續(xù)Mg17Al12相密度明顯增強(qiáng)，且分布均勻，兩種第二相組織均可以提升合金強(qiáng)度。Sn元素的添加，顯著提高擠壓態(tài)和時(shí)效態(tài)AZ80合金強(qiáng)度，且當(dāng)Sn含量為2wt.%

4、時(shí)，合金強(qiáng)度最佳。⑵在350℃、380℃和400℃溫度下擠壓時(shí)，AZ80-2Sn合金均發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶過程，合金晶粒明顯細(xì)化，且擠壓溫度越高，合金晶粒組織越均勻。三種擠壓態(tài)合金的平均晶粒尺寸分別為8.8pm,9.5pm和12.9pm，平均晶粒尺寸隨著擠壓溫度的升高逐漸增大。當(dāng)擠壓溫度為350℃時(shí)，第二相以大塊條狀形貌沿?cái)D壓方向聚集析出。當(dāng)擠壓溫度高于350℃時(shí)，合金中第二相以顆粒狀形貌沿晶界均勻分布，且合金中的第二相數(shù)量隨著擠壓溫度的升高

5、逐漸減少。擠壓態(tài)合金中形成了（0001)基面平行于擠壓方向且呈環(huán)狀分布的典型擠壓織構(gòu)，且380℃擠壓溫度下，合金中該織構(gòu)組織強(qiáng)度最大。擠壓態(tài)合金在175℃下進(jìn)行T5時(shí)效處理后，合金第二相主要由連續(xù)和非連續(xù)析出的Mg17Al12相，以及彌散分布的顆粒狀Mg2Sn相組成。隨著時(shí)效前擠壓溫度的升高，合金連續(xù)析出相減少，非連續(xù)析出相增多。力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果表明，AZ80-2Sn合金在380℃下擠壓，并進(jìn)行175℃(3h)T5時(shí)效處理后，獲得最佳綜

6、合力學(xué)性能，其屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和延伸率分別為279.5MPa、391.6MPa、9.8%。⑶AZ80-2Sn合金的較優(yōu)固溶處理工藝為420℃Ah，隨后在150℃和200℃溫度下進(jìn)行T6時(shí)效處理發(fā)現(xiàn)：不同時(shí)效溫度對(duì)合金微觀組織、力學(xué)性能及斷裂機(jī)制產(chǎn)生顯著影響。時(shí)效處理后，合金中DP相呈三種形貌析出：細(xì)小片層狀和顆粒狀DP相群（Ⅱ)粗大片層狀和顆粒狀DP相群（Ⅲ)顆粒狀DP相群。150V時(shí)效溫度下，合金中DP相以第（Ⅰ)(Ⅲ)類形貌析出，

7、時(shí)效溫度升高至200 V時(shí)，DP相以第（Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅲ)類形貌析出。較低時(shí)效溫度下，連續(xù)析出相區(qū)域的Mg17Ah2相和顆粒狀Mg2S n相尺寸細(xì)小，且致密。隨著時(shí)效溫度的升高，連續(xù)析出相尺寸顯著增大，且部分非連續(xù)析出相片層間距增大。經(jīng)過測(cè)試分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)時(shí)效溫度為150℃時(shí)，合金中連續(xù)析出相強(qiáng)度大于非連續(xù)析出相，變形過程中，非連續(xù)析出相區(qū)域發(fā)生嚴(yán)重變形，斷裂主要在該區(qū)域內(nèi)發(fā)生；當(dāng)時(shí)效溫度為200V時(shí)，合金中非連續(xù)析出相強(qiáng)度高于連續(xù)析出相強(qiáng)