论文部分内容阅读
本文综述了镁合金的特点、应用现状、成型方法,介绍了Mg-Al-Zn系和Mg-Al-Cu系合金的研究情况。通过光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜的观察分析以及显微硬度的测试,研究了不同的低温(100℃)时效方式对Mg-6Al-4Zn和Mg-6Al-2Cu镁合金的显微组织和力学性能的影响。铸态Mg-6Al-4Zn镁合金显微组织主要由Mg基体、晶内析出组织(γ- Mgl7All2)和沿晶界分布的平衡和非平衡共晶组织(α-Mg +γ-Mgl7All2 +τ-Mg32(Al,Zn)49)组成。100℃直接时效对AZ64镁合金的强化作用不明显,较铸态的显微硬度,最大仅提高了13.7%,原因是合金在凝固过程中形成的平衡和非平衡的二元和三元相大多偏聚于晶界,消耗了较多的合金元素(Al和Zn),而晶内合金元素不高,在较低的温度时效时,析出动力不足,故直接时效引起的析出强化作用不明显。当试样经380℃×24h固溶处理后,晶界上的非平衡二元相和三元相绝大多数溶入基体,且向晶内扩散明显,产生较强的固溶强化,显微硬度提高了7.0%。之后再100℃时效,产生了明显的析出强化强化作用,较铸态的显微硬度,最大提高了65.7%。此时,析出物多弥散分布于晶内,以γ-Mgl7All2相为主。在热处理过程中未观察到过渡相,起强化作用的主要是γ-Mgl7All2相和τ-Mg32(Al,Zn)49相。铸态Mg-6Al-2Cu镁合金显微组织主要由Mg基体、晶内析出组织(γ- Mgl7All2)和沿晶界分布的平衡和很少量非平衡共晶组织(α-Mg +γ-Mgl7All2 + U-AlCuMg)组成。100℃直接时效对AC62镁合金的强化作用不明显,较铸态的显微硬度,最大仅提高了8.9%。由于合金在凝固过程中形成的非平衡相很少,试样即使经420℃×16h固溶处理后,溶入基体的合金元素量不多,固溶后显微硬度只提高了12.8%,固溶强化效果有限。固溶之后再100℃时效,由于Mg基体内的合金元素量不高,加之时效温度较低,在本实验时效60天后亦未见明显的强化效果,较铸态的显微硬度仅提高了13.8%。合金中的γ-Mgl7All2相和U-AlCuMg相多数以离异共晶形式存在于Mg晶界,同时Mg基体中靠近晶界附近区域也会析少量γ-Mgl7All2相。与AZ64镁合金高温时效(200℃和150℃)相比,发现在低温时效(100℃)强烈地推迟了显微硬度峰值出现的时间,且扩展了硬化峰值时效时间范围。本研究表明,AZ64合金经100℃时效10天达到硬化峰值,并且时效60天后,仍保持硬化峰值。同时,析出物的组成受时效温度影响。在高温时效中,析出物为γ- Mg17A112相和η-MgZn2相混杂,而在低温时效(100℃)中,析出物以γ-Mgl7All2相和τ-Mg32(Al,Zn)49相为主,且经TEM观察没有发现η-MgZn2相。与AC62镁合金高温时效(200℃)相比,同样发现低温时效(100℃)推迟了显微硬度峰值出现的时间,但析出物的组成没有变化,均为γ-Mgl7All2相和U-AlCuMg相。