Mg-Zn-Y合金的显微组织与力学性能研究

发布时间：2020-04-19 18:22

【摘要】： Mg-Zn-Y合金以其高强度和高抗蠕变能力备受关注。本文以Mg-3Zn合金为基础,向合金中添加元素Y,研究Mg-3Zn-xY(x=0.5,1.5,3,6)合金铸态与热处理态的显微组织和力学性能。利用微机数据采集系统、差动分析仪(DSC)、光学显微镜、X-射线衍射仪(XRD)、能谱分析仪(EDAX)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等分析手段,研究了Mg-Zn-Y合金的凝固特点、显微组织和力学性能。研究结果表明,合金的凝固特点是:首先,初晶α-Mg在合金中形核长大,并将Zn、Y向晶间排出。随着温度的下降,晶间液相在凝固结束前发生共晶反应,生成(α-Mg+MgZnY相)的共晶产物。随Y含量的增加,晶间共晶组织由杆状、枝条状向网状转变,晶间二次相逐渐粗化,合金中的二次相依次从Mg7Zn3相+I相、I相+W相到W相+H相、H相转变。TEM表明,当合金中Zn/Y≥2时,合金中易形成准晶I相,I相具有五重、三重、二重对称结构。力学性能测试表明,加入Y能显著提高Mg-3Zn合金的力学性能,Y加入量达到6%时,合金的抗拉强度、断后伸长率和冲击韧性下降,屈服强度和硬度仍有所提高。热处理后的显微组织显示,随着固溶温度的增加,Mg-3Zn-xY合金的晶间组织溶解程度不断增大,第二相逐渐钝化,硬度升高;当固溶处理温度达到550℃时,第二相明显粗化,合金的硬度下降。时效处理过程中,随着时效时间的延长,Mg-3Zn-xY合金中均出现了时效析出现象;随着Y含量的增加,Mg-3Zn-xY合金中MgZn析出相逐渐减少。随Y含量的增加,四种合金最高时效强度依次增大。
【图文】：

二元合金相图,二元合金相图

使用温度可达 150℃，ZC62 的室温和高温desian M M 等人[27,28]认为在 ZC63 中 Cu 的加入提，并使其具有更高的固溶处理温度，以便使 Zn 和基体中，起到固溶强化效果。另外，Cu 的加入可构，使共晶相从原来的完全断续分布在晶界和枝于晶界和枝晶臂。但是，由于存在 Cu，ZC 系合且其最高使用温度达不到 473K，因此限制了其使镁合金r 在镁中的最大固溶度为 0.6%，向镁合金中添加 r 二元合金相图(如图 1.2[31])中富Mg 端(Zr 含量≥液体中结晶出 Zr 质点,在包晶温度时，锆质点与溶体 α 相，此过程一直进行到残余液体中锆含量减及富锆固溶体首先成核，而锆的晶格常数(a=0.3221nm，c=0.521nm)非常接近，因而过冷液体中这

等温截面,合金

粒大小为 0.5-2μm 的 I 相增强镁合金。该合金的晶粒尺寸为 14～屈服强度为 220MPa，抗拉强度达到 370MPa，断后伸长率也达到i 等人研究的 Mg-(3.5-5.8%)Zn-(1-1.2%)Y 合金，其屈服强度和到 230MPa 和 260MPa，断后伸长率在(10-20)%之间。Xu D K 等g-6Zn-Y-Zr 合金中，其热处理后的第二相组成主要为 MgZn、M、Zn2Zr3。该合金在 200℃时效 48 小时后，其屈服强度和抗拉强0MPa 和 350MPa。Garcés G 等人[62]采用快速凝固手段研制的 M带，在室温具有高达 610MPa 的抗拉强度和 5％的断后伸长率，度达到 250℃其良好的机械强度仍能保持。它的优异的力学性能格的直径为 100～200nm 大小的增强相。这种相具有长程有序的 LPSO 结构)，LPSO 结构具有 18R、14R、10R 和 24R 四种结构，的 X 相结构类似于 18R 结构[51]。这些研究结果说明，，Mg-Zn-Y异的室温力学性能，进一步研究 Mg-Zn-Y-Zr 合金中的相组成和它响，将对进一步提高合金的力学性能起到指导作用。Mg-Zn-Y 合高强耐热镁合金的一个重要发展方向。
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TG146.22

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