等通道挤压准晶强化Mg-Sn基合金的组织、织构及力学行为研究

发布时间：2018-05-29 03:25

  本文选题：Mg-Sn合金 + Mg_2Sn相　； 参考：《太原理工大学》2017年硕士论文

【摘要】：镁合金因具有低密度、易回收、比强度和比刚度高等一系列优点,而被用于汽车、航空、电子、军事及其他工业领域。但绝对强度低、高温稳定性差仍然限制着镁合金的广泛应用。Mg-Sn系合金因为其优良的变形能力和其中含有的高熔点Mg2Sn相(770℃),从而使其综合性能以及热稳定性高于传统的Mg-Al-Zn和Mg-Zn-Zr系列合金。另外,有报道称在Mg-Sn系合金中添加Zn或Al可以明显提高其时效强化的效果。另外,研究表明通过选择合适的Zn/Al(锌铝质量比),可以通过普通铸造的手段在Mg-Sn合金中得到准晶相,而准晶相作为一种强化相,对合金性能的提高有着积极的作用。因此,在Mg-Sn系合金中仅仅加入廉价的Zn和Al后,合金的综合性能性能便有望得到很大的提升,这也为不含稀土的耐热镁合金的研发提供了一种可能。因此,本文通过向Mg-Sn合金中复合添加Zn和Al,并进行等通道挤压(ECAP),获得综合性能最优的Zn/Al比,然后对这种Zn/Al比的合金进行时效处理,探究挤压前时效对合金性能的影响,最后,找到既能提高合金性能又适合生产应用的ECAP道次,以求强化效果的最大化。利用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)对合金的显微组织和相组成进行了分析;并通过维氏显微硬度及室温拉伸性能来表征合金的力学性能。研究结果表明:(1)在Mg-8Sn合金中分别加入5%、6%和7wt.%的Zn和2wt.%的Al(Zn/Al质量比分别为2.5,3和3.5),并分别进行2道次的ECAP后,Mg-8Sn-6Zn-2Al(TZA862)合金由于更强的细晶强化和析出强化效果,以及更高的加工硬化能力而显示出最佳的强度和塑性。而且,在TZA862和TZA872合金中发现了准晶相的存在。(2)由于Mg-Sn合金具有优良可时效性,因此对TZA862合金进行了挤压前时效处理(Aging prior to ECAP,APE),结果表明,挤压前时效不仅可以通过有效细化晶粒、增加细小第二相的体积分数、提高织构强度来提高合金强度,而且可以减少粗大未变形颗粒的数量,显著提高合金的伸长率。(3)通过对TZA862合金进行不同道次的等通道挤压后发现,6道次挤压试样(6p sample)具有最佳的综合性能,由于其较小的平均晶粒尺寸、较好的析出强化效果和较高的织构强度而表现出较高的强度,数量较少的粗大第二相粒子以及较高的加工硬化能力Hc使其表现出较高的伸长率;8道次挤压试样的虽然屈服强度更高,但是较低的加工硬化能力、数量较多的粗大第二相粒子使其伸长率明显降低。
[Abstract]:Magnesium alloys are widely used in automobile, aviation, electronics, military and other industrial fields because of their advantages of low density, easy recovery, high specific strength and specific stiffness. But the absolute strength is low, The poor stability at high temperature still limits the wide application of .Mg-Sn alloy because of its excellent deformability and high melting point Mg2Sn phase at 770 鈩，

本文编号：1949301