论文部分内容阅读
镁合金具有比强度和比刚度高、抗震减震能力强、尺寸稳定性好、电磁屏蔽效果好、易于机加工成形和易于回收再利用等一系列优点。纯Mg的力学性能较差,作为结构材料使用往往要通过合金化以及热加工等途径以获得足够的力学性能。本文研究了纯Mg中复合微量添加Zn、Mn、La、Sm和Ca等元素(含量为质量百分数),以及进一步添加不同含量的Al的合金的铸态和挤压态合金的显微组织和力学性能变化规律,进而研究了 AZ80组合微合金化后的组织与性能。研究取得以下主要结论:(1)组合微合金化可以显著细化纯Mg的晶粒尺寸,同时有效引入细小的第二相,且通过改变微合金化元素组合可以获得不同的第二相,其中,3La4Ca(添加0.3La+0.4Ca)的合金中生成了 Mg17La2和 Ca2Mg6Zn3相,3La2Sm(添加 0.3La+0.2Sm)合金中观察到了 Mg17La2和Mg41Sm5相,2Sm4Ca(添加0.2Sm+0.4Ca)合金中生成了 Mg41 Sm5 和 Ca2Mg6Zn3 相;与纯 Mg 相比,3La4Ca、3La2Sm 和 2Sm4Ca 合金展示出更高的抗拉强度、屈服强度和伸长率,经过高温挤压变形后,纯镁、3La4Ca、3La2Sm和2Sm4Ca合金都呈现完全动态再结晶的显微组织,其中挤压态3La4Ca合金的动态再结晶组织最细小;(2)对3La2Sm-xAl(x=0,3,6,8)合金研究表明,添加Al以后出现了 Mg17Al12相且随Al含量的增加而增加,同时稀土元素Sm和La优先与Al结合形成了A12Sm和Al11La3合金相,合金中Mg-RE第二相消失;经高温挤压变形后,挤压态3La2Sm-xAl合金的室温抗拉强度随Al含量的增加而升高,其中3La2Sm-3Al和3La2Sm-8Al合金分别具有最高的伸长率和最高的屈服强度;(3)在AZ80合金中添加Ca、Sm和La得到的15Ca(AZ80-1.5Ca)、5Sm(AZ80-0.5Sm)、3La(AZ80-0.3La)和 15Ca5Sm3La(AZ80-1.5Ca-0.5Sm-0.3La)合金的铸态组织均得到不同程度细化,其中3La和15Ca5Sm3La合金的组织细化与均匀程度均较好;添加的Ca、Sm和La优先与Al形成相应的Al2Ca、Al2Sm和Al11La3三种相;以上合金经过高温挤压变形后,与AZ80相比,所有合金挤压态的室温抗拉强度和屈服强度均略有降低,但伸长率除了 15Ca5Sm3La合金有所降低外均显著提高,只有5Sm和3La合金的高温(150℃)抗拉强度和屈服强度得到显著提高。