固溶处理对Mg-Dy-Zn合金显微组织和腐蚀性能的影响
【图文】：
?使用D/MAX-2400型X射线衍射仪对合金的物相进行定性的检测，步长为0.02;用HV-100型显微硬度计测量合金的显微硬度，实验载荷为100g、保载时间为15s，每个试样测10个值，取其平均值。电化学测试在CHI660C电化学工作站上进行，采用标准三电极体系，试样为工作电极(裸露面积约0.7cm2)，饱和甘汞电极(SEM)为参比电极，铂电极为辅助电极，电解液为3.5g/L的NaCl溶液，腐蚀介质的pH≈7，电位扫描速率为5mV/s。采用CHI660C软件对得到的腐蚀极化曲线进行拟合，分析其电化学腐蚀性能。2实验结果与讨论2.1合金的热分析图1为合金的DSC曲线，该曲线分别在539.5和626.6℃显示了两个吸热峰，结合相图［16］分析认为，539.5和626.6℃的吸热峰分别对应合金析出相和基体相的熔点温度。因此，固溶处理温度分别选为500、530和540℃。图1铸态合金的DSC曲线Fig．1DSCcurveoftheas-castalloy2.2铸态及固溶态合金的显微组织铸态合金的扫描电镜图片如图2(a)所示，该合金的铸态组织是由黑色枝晶相和分布在枝晶间不连续的析出相组成，其中析出相主要由片层状相、蜂窝状相以及少量的立方体状颗粒相组成。表1的EDS分析结果显示，黑色的α-Mg基体相(如图2a的A区)、片层状相(B区)、蜂窝状相(C区)以及少量的立方体状颗粒相(D区)的化学成分分别为Mg-1.31Dy-0.44Zn(at%)、Mg-5.41Dy-4.14Zn(at%)、Mg-7.68Dy-9.49Zn(at%)和Mg-19.76Dy-3.45Zn(at%)。根据相关的文献［17-18］和后期的XＲD结果显示，该片层状相是一种具有18Ｒ类型的LPSO相，化学式为Mg12ZnDy，具有密排六方(hcp)结构，点阵常数a=0.321nm;c=4.86nm。蜂窝状相的化学成分为Mg-7.68Dy-9.49Zn(at%)，确定该相为Mg8ZnDy［9］。少量立方体状颗粒相为Mg24Dy5相［1
第4期张帆等:固溶处理对Mg-Dy-Zn合金显微组织和腐蚀性能的影响图2铸态(a)和固溶态(b)合金的扫描电镜图片Fig．2SEMimagesofthealloyatas-caststate(a)andsolutionheat-treatedstateat530℃for8h(b)阵常数为a=0.7423nm。少量的立方体状颗粒相(C区)为铸态合金中未溶解的Mg24Dy5相，固溶处理后这种相仍然存在于合金中，表明该相具有一定的高温稳定性。表1图2(a)中各相的EDS结果Table1EDSanalysisresultsofthephasesinFig．2(a)PositionElement/mass%Element/at%MgDyZnMgDyZnA95.04.01.099.000.620.38B65.426.58.190.455.414.14C51.632.416.082.837.689.49D3.694.71.719.7676.793.45表2图2(b)中各相的EDS结果Table2EDSanalysisresultsofthephasesinFig．2(b)PositionElement/mass%Element/at%MgDyZnMgDyZnA90.38.11.698.061.300.64B10.453.835.832.9525.1841.88C2.2961.812.9183.193.92.3固溶温度对合金显微组织及性能影响图3为铸态及不同温度固溶处理态合金的显微组织，该合金的固溶组织同其他铸造合金类似，固溶温度越高，合金基体环境中提供的激活能越多，原子扩散越快，合金固溶进行的越充分［20］。不同温度下固溶12h合金的组织发生了演变。随着固溶温度的升高，合金中的析出相固溶进入镁基体的速率加快，固溶进行相对更充分。500℃固溶12h，枝晶形态与铸态合金相比发生了明显的变化，枝晶及其枝晶臂间的Mg12ZnDy和Mg8ZnDy相发生溶解已发生溶解，，其中Mg12ZnDy相一部分固溶进入到镁基体，另一部分原位转变为(Mg，Zn)xDy相［17］。晶界处较粗大的析出相逐渐变得细小，其中析出相的体积分数由27.6%减少到22.2%，同时有少量的(Mg，Zn)xDy相形成(如图3a和图4)。530℃固溶12h?
【作者单位】： 兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室;兰州理工大学有色金属合金省部共建教育部重点实验室;
【基金】：国家青年基金项目(51301082) 地区科学基金(51464031)
【分类号】：TG166.4;TG146.22
【参考文献】
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本文编号：2541049
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