高鋅鎂合金的研究.pdf

1、武漢理工大學(xué)姚三九等已研究了Zn,Al含量對高鋅鎂合金的密度、顯微組織和力學(xué)性能的影響。這種鎂合金的著火點(diǎn)高于740℃，密度約為2.2g/cm2，強(qiáng)度σb為145～164 MPa，可采用常規(guī)熔煉方法熔煉。但這種合金也存在不足它的脆性很大，因此，我們研究了稀土元素和準(zhǔn)晶中間合金的加入以及熱處理工藝對此類合金組織及力學(xué)性能的影響，以期提高它的強(qiáng)度和韌度，本文的研究內(nèi)容主要包括三部分: 一采用常規(guī)的鑄造方法制備出含鋅15％-25％的高

2、鋅鎂合金，采用光學(xué)顯微鏡(OM)、X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)/能量散射光譜(EDS)、硬度、沖擊韌度以及拉伸性能測試等分析手段分析檢測。結(jié)果表明:不同鋅含量的高鋅鎂合金的相組成均為α-Mg相+φ(Al2Mg5Zn2)相+τ(Mg32(A1,Zn)49)相。ZA155高鋅鎂合金的枝晶明顯比ZA205、ZA255的較粗大，ZA155高鋅鎂合金中晶界處的共晶體量明顯比ZA205、ZA255中的少，并且這種共晶體沿晶界分布

3、且形態(tài)粗大呈網(wǎng)格分布。ZA155、ZA255高鋅鎂合金的抗拉強(qiáng)度分別為168Mpa、160MPa, ZA155、ZA255高鋅鎂合金沖擊韌度分別為3.3J/cm2、2J/cm2，由于鋅含量的增加，合金的硬度明顯提高，ZA155、ZA255高鋅鎂合金的、硬度分別為71.7HB、90HB。 二研究富鈰混合稀土對ZA155、ZA255高鋅鎂合金的組織和力學(xué)性能的影響。研究結(jié)果表明:加入富鈰混合稀土的ZA155、ZA255高鋅鎂合金鑄態(tài)

4、顯微組織由a-Mg相、φ(Al2Mg5Zn2)相、τ(Mg32(Al,Zn)49)相、Mg3AlZn2RE化合物相組成。且基體組織明顯細(xì)化；大部分富鈰混合稀土與鎂、鋅、鋁結(jié)合生成高熔點(diǎn)、高熱穩(wěn)定性的針狀稀土相(Mg3Al4Zn2RE)，從而改善晶界相的分布。ZA155、A255高鋅鎂合金鑄態(tài)合金的宏觀硬度值隨著RE加入量的增加而增加。當(dāng)加入1.5％的RE時，ZA155高鋅鎂合金室溫抗拉強(qiáng)度達(dá)到峰值203MPa，比變質(zhì)前提高了21％，沖擊

5、韌度達(dá)到峰值為4.50J/cm2，ZA255高鋅鎂合金的沖擊韌度達(dá)到峰值2.63J/cm2，抗拉強(qiáng)度達(dá)到峰值185.9MPa。 三研究準(zhǔn)晶中間合金對ZA155、ZA255高鋅鎂合金的組織和力學(xué)性能的影響。不同變質(zhì)劑處理后高鋅鎂合金的高溫性能、熱處理后的性能和摩擦磨損性能。研究結(jié)果表明:在ZA155、ZA255高鋅鎂合金中加入鎂基準(zhǔn)晶中間合金以后，鑄態(tài)合金的顯微組織中除了α-Mg基體相、φ(Al2Mg5n2)相、τ(Mg32(Al

6、,Zn)49))相外，還出現(xiàn)了高熱穩(wěn)定的準(zhǔn)晶相；鎂基準(zhǔn)晶中間合金的加入不僅使基體組織細(xì)化，而且使τ(Mg32(Al，Zn)49)相由網(wǎng)狀分布變?yōu)閿嗑W(wǎng)分布，有的趨于顆?；．?dāng)加入5％的MZYM后，ZA155高鋅鎂合金的室溫抗拉強(qiáng)度達(dá)到207MPa，比母合金提高了23％，沖擊韌度達(dá)到峰值為5.5J/cm2。隨著MZYM準(zhǔn)晶中間合金加入量的增加，ZA155、ZA255高鋅鎂合金的硬度呈現(xiàn)出上升的趨勢。 這種高鋅鎂合金的常高溫抗拉強(qiáng)度性

7、能相差不是很大。ZA155高鋅鎂合金的高溫性能降低了5％，ZA155+RE高鋅鎂合金的降低了3％，ZA155+MZYM高鋅鎂合金的降低了2％，降低的幅度很小，ZA155+RE和ZA155+MZYM高溫性能降低的幅度比ZAl55的還要低。 經(jīng)T4處理后，φ(Al2Mg5Zn2)相完全固溶于a-Mg基體中，τ(Mg32(Al,Zn)49)相幾乎未溶，針狀Mg3Al4Zn2RE化合物相和Mg45Zn47Y3Mns準(zhǔn)晶相并不溶解于基體中