论文部分内容阅读
本文选用Mg-2Nd-0.2Zn-0.4Zr合金为基体合金,探讨了较高含量的Y对该合金组织及性能的影响,并尝试通过固溶和时效热处理工艺,来提高该镁合金的力学性能。采用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜(带能谱分析)、透射电子显微镜、以及硬度测试和拉伸实验等测试手段,研究了Mg-2Nd-0.2Zn-0.4Zr-xY合金的铸态组织、固溶和时效热处理工艺及其对合金显微组织和室温力学性能的影响,得出以下结论：(1)Mg-Nd-Zn-Zr铸态镁合金中添加稀土元素Y晶粒细化明显,其中加入6wt.%Y的合金晶粒细化效果及合金的综合性能最佳,抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为233MPa、150MPa和16%；未含Y的Mg-Nd-Zn-Zr合金中主要存在Mg12Nd,加入稀土元素Y后,Nd、Y主要以Mg41Nd5和Mg24Y5化合物形式存在于铸态组织中；(2) Mg-2Nd-0.2Zn-0.4Zr合金经525℃×14h固溶处理后,网状的Mg12Nd相溶解,合金组织由α-Mg和一些长条状含Zn、Zr的富Mg未知相组成；Mg-2Nd-0.2Zn-0.4Zr-xY合金经515℃×8h固溶处理后,晶界处的Mg41Nd5相溶解消失,合金组织由a-Mg、方块状Mg2Y相、少量残余的尺寸较小的方块状Mg24Y5相以及长条状含Zn、Zr的富Mg未知相组成；(3)未含Y元素的Mg-2Nd-0.2Zn-0.4Zr合金的合适固溶时效处理制度为525℃×14h+200℃×10h,峰时效下主要析出相为亚稳相β″；Mg-2Nd-0.2Zn-0.4Zr-xY(x=4,6,8)合金合适的固溶制度均为515℃×8h,时效制度则随着Y含量的由小到大分别为220℃x20h、220℃×10h、220℃×10h,峰时效的分解产物主要是细小的椭球状强化相β′,而过时效后则出现沿三种方向分布的片层状稳定相p；(4)峰时效态的Mg-2Nd-0.2Zn-0.4Zr-xY(x=4,6,8)合金强度都较未含Y元素的原始合金有较大幅度提高,其中Mg-2Nd-0.2Zn-0.4Zr-6Y合金综合性能最佳,其抗拉强度和屈服强度分别达到269MPa和187MPa,伸长率为7.6%。