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热处理对镁合金组织与性能的影响

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热处理对镁合金组织与性能的影响

发布日期:2016-07-27 00:00 来源:http://www.minglisy.com 点击:

镁合金作为21世纪Z有发展潜力的结构材料,其研究和应用越来越受到材料学界和工业学界的关注。Mg-6Al-0.5Mn合金因具有优良的塑韧性,成为应用广泛的铸造镁合金,但这种合金的强度较低。Si加入镁合金中能形成硬度和熔点较高的Mg2Si相(1085℃),在提高合金耐热性方面有着重要的应用价值;但由于镁合金中的Mg2Si相往往呈粗大的汉字型,使合金室温力学性能降低。Ca是提高镁合金性能的重要合金元素,且少量的Ca加入到含Si的镁合金中可以对Mg2Si起到变质作用,使粗大的Mg2Si转变成规则的多边形状,从而提高合金的力学性能。本文直接将Si-Ca合金加入到AM60镁合金中,制备了Mg-6Al-0.5Mn-1.8Si-0.3Ca镁合金,研究热处理工艺对合金组织和性能的影响。

以工业纯Mg、Al、Zn和Al-10Mn、Si-Ca合金为原材料,在井式坩埚炉中熔炼,用CO2+SF6混合气体作为保护气体。热处理设备为SX-4-10型箱式电阻炉,温控设备为KSW电炉温度控制器,控温精度±2K,固溶处理温度410℃,保温时间分别为12、24、36、48、60和72h,水淬;时效温度205℃,时效时间分别为6、8、12、16、18和24h,空冷。为了避免合金在热处理处理时的氧化或燃烧,固溶处理和时效处理时试样均用Al2O3粉末包覆。

Mg-6Al-0.5Mn-1.8Si-0.3Ca合金经12h以上固溶处理后,β-Mg17Al12相全部溶解到基体中,而Mg2Si相表现出良好的耐热性,变化不明显。随固溶处理时间的延长,合金的晶粒逐渐增大,但在48h内并不明显,合金的显微硬度较铸态有明显的提高,在48h固溶处理后,显微硬度较铸态提高了约20%。经时效处理后,Mg-6Al-0.5Mn-1.8Si -0.3Ca合金沿晶界析出第二相,起到晶界强化和弥散强化的作用。固溶处理时间延长能够延缓在后续时效处理中第二相的析出。


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