Mg-Zn-Y-Mn準晶中間合金對AZ31變形鎂合金的晶粒細化研究.pdf

1、鎂合金是目前實際應用中最輕的金屬結(jié)構材料，在汽車、電子通信、航空航天和國防軍事等領域具有極其重要的應用價值和廣闊的應用前景。然而由于鎂合金自身強度較低、塑性變形能力差等缺點，使其在某些結(jié)構件的應用上受到較大限制，因此開發(fā)一種新型的高性能變形鎂合金已成為鎂合金研究中的重要課題。而晶粒細化則是提高變形鎂合金工藝性能以及開發(fā)高性能變形鎂合金的技術基礎。由于二十面體準晶相(I-phase)具有獨特的物理和力學性能，因此本文將I-phase作為一

2、種增強相添加到變形鎂合金中可大大提高變形鎂合金的力學性能，為新型鎂合金的開發(fā)和實際應用提供了一種新途徑。
　　 本文選用變形鎂合金中的AZ31作為研究對象，利用Mg-Zn-Y-Mn準晶中間合金對AZ31鎂合金進行變質(zhì)處理，進而達到細化組織的目的。并對細化規(guī)律及組織與性能的相互關系運用光學金相分析(OM)、掃描電鏡(SEM)、能譜分析(EDS)、X射線衍射分析(XRD)等多種分析和測試手段做了進一步的研究，同時也就Mg-Zn-Y-

3、Mn準晶中間合金對AZ31鎂合金的晶粒細化機制作了初步探討。
　　 主要研究結(jié)果如下：
　　 (1) Mg-Zn-Y-Mn準晶中間合金對鎂合金有明顯的細化作用，且合金的相組成發(fā)生了變化，從α-Mg相+β(Mg17Al12)相變成了α-Mg相+β(Mg17Al12)相+I(Mg45Zn47Y5Mn3)相。添加5[％]Mg-Zn-Y-Mn準晶中間合金AZ31鎂合金的平均晶粒尺寸由原來200μm左右減小到50μm左右。

4、　　 (2) 加入Mg-Zn-Y-Mn準晶中間合金后20～30min內(nèi)細化效果可達到最佳，隨著時間的繼續(xù)延長細化效果逐漸減弱。
　　 (3) Mg-Zn-Y-Mn準晶中間合金可顯著影響AZ31合金的力學性能，加入5[％]Mg-Zn-Y-Mn準晶中間合金，使合金的硬度值達到峰值為60.63HB，比基體合金提高了18.65[％]；拉伸強度達到最大值179.16MPa，提高的幅度為32[％]；200℃下保溫20分鐘，合金的高溫抗拉強

5、度達到了114.52 Mpa，比基體合金提高了28.06[％]。加入2[％]Mg-Zn-Y-Mn準晶中間合金，使合金的沖擊韌度達到最大值28.487J/cm2，提高的幅度為13[％]；伸長率也達到最大值為10.765[％]，提高的幅度為76.5[％]。
　　 (4) 為了改善鑄錠化學成分和組織的不均勻性，以提高其塑性，需要對鑄錠進行均勻化退火處理，而且Mg-Zn-Y-Mn準晶中間合金的加入能縮短均勻化處理的時間。通過實驗得出最佳