Y、Bi元素对含锡AZ80镁合金组织及性能的影响

发布时间：2017-11-24 11:10

  本文关键词：Y、Bi元素对含锡AZ80镁合金组织及性能的影响

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【摘要】：本文以开发低成本、高强度AZ系变形镁合金为试验研究背景,选择AZ80-2Sn合金作为基础合金,采用合金化的方法在基础合金中分别加入Y和Bi元素,对其铸态、挤压态组织和力学性能进行研究,并借助OM、SEM、EDS、XRD以及力学性能测试等手段对其影响机理进行深入探讨,以期望能设计开发出满足课题组要求的高强度变形镁合金。研究结果表明:添加适量Y、Bi元素不仅能够改善试验合金的铸态和挤压态组织,而且还能使合金的铸态和挤压态力学性能得到显著提高。铸态AZ80-2Sn合金组织主要由α-Mg、Mg17Al12和Mg2Sn相组成。添加Y元素后,合金中出现了新的Al2Y相,随着Y含量的增加,合金中Al2Y相的尺寸变大、数量增多,同时合金中的Mg17Al12相由半连续网状变为不连续的弥散相,其数量明显减少,尺寸也减小。但在试验中Y元素的添加对合金晶粒的细化效果并不明显。Y元素的添加使铸态AZ80-2Sn试验合金的抗拉强度、伸长率均表现为先增加然后再降低的趋势。当合金中Y元素的添加量为0.5%时,抗拉强度和伸长率都达到试验合金的最大值,分别为215.1MPa和8.2%。与未添加Y元素的AZ80-2Sn合金相比,AZ80-2Sn-0.5Y合金的抗拉强度提高了18.9%,而伸长率提高了近49%。挤压态AZ80-2Sn合金的组织主要由α-Mg和少量的Mg17Al12相组成,而含Y试验合金的挤压态组织则主要由α-Mg、Al2Y相和少量的Mg17Al12相组成。热挤压后的晶粒组织明显细于铸态的晶粒组织。当Y含量为0.5%时,挤压态AZ80-2Sn-0.5Y合金的组织比较均匀,平均晶粒尺寸最小。Y元素的添加使挤压态AZ80-2Sn合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率都呈现出先增加再降低的趋势。当Y含量为0.5%时,试验合金的抗拉强度和伸长率均达到最佳值,分别为368.1MPa和12.9%,与此同时屈服强度也提升到241.3MPa。较不含Y的AZ80-2Sn合金,AZ80-2Sn-0.5Y挤压合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别提升了5.8%、5.3%和33.7%,其达到了最优的综合力学性能。添加Bi元素后,铸态合金中出现了新的Mg3Bi2相,合金主要由α-Mg基体、Mg17Al12相、Mg2Sn相和Mg3Bi2相组成。同时,添加Bi元素后,合金的晶粒得到有效细化,随着Bi含量的增加,试验合金的平均晶粒尺寸不断减小。此外,Bi元素添加后,试验合金中半连续网状Mg17Al12相有所减少,离散的Mg17Al12相相对较多。Bi元素的添加使铸态AZ80-2Sn合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率均表现为先增加然后再降低的趋势。当Bi元素的添加量为1%时,试验合金的综合力学性能达到最佳,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为225.4MPa、116.2MPa和8.8%。与未添加Bi元素的AZ80-2Sn合金相比,AZ80-2Sn-1Bi合金的抗拉强度提升幅度为22.9%,屈服强度提高幅度为11.2%,而伸长率的提升幅度则达到了69.2%。含Bi挤压态试验合金的组织主要由α-Mg、Mg17Al12和Mg3Bi2相组成。当Bi含量为0.5%时,挤压态试验合金的组织较为均匀,晶粒得到明显细化,其平均晶粒尺寸约为12μm,此外,被挤压破碎的细小Mg17Al12相和Mg3Bi2相呈颗粒状弥散分布于基体之中。当试验合金中Bi元素的添加量为0.5%时,挤压态合金综合力学性能达到最佳,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为379.6MPa、247.1MPa和14.8%。与未添加Bi元素的挤压态AZ80-2Sn合金相比,AZ80-2Sn-0.5Bi合金的抗拉强度提升幅度为8.7%,屈服强度提升幅度为7.5%,而伸长率的提升幅度则达到54.2%。
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG146.22

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本文编号：1222031