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时效处理对变形镁合金组织性能的影响研究

张义清  
【摘要】:镁合金具有比重小、比强度高、电磁屏蔽性能好、抗震性能好等优点,在汽车制造、电子音响设备、航空航天等工业领域具有巨大的应用潜力。此外,镁在地球上有丰富的资源。近年来,节约能源和保护环境的要求促进了镁合金应用的快速增长。目前的镁合金零部件主要通过压铸的方法生产,但压铸件的力学性能较低,故变形镁合金因具有高强度、高延伸率等力学性能而引起了国内外学者的广泛重视。本文以 AZ80 和 ZK60 两种典型的高强度变形镁合金为研究对象,考察了时效热处理工艺对微观组织和力学性能的影响,并对材料的时效强化机理及断裂行为进行了研究。 本论文通过适当的热处理规范,利用光学显微镜、扫描电子显微镜、及力学性能试验机等手段,以拉伸试验和常温冲击试验为内容,综合探讨了固溶时效规范对析出相形态及分布从而影响合金力学性能,得到了如下的研究结果: (1)AZ80 镁合金硬度随时效温度的升高而增大,而韧性却随温度升高而降低;AZ80镁合金的抗拉强度 σ_b,屈服强度σ_(0.2),比例极限σ_p 延伸率δ ,断面收缩率φ 具有相类似的整体变化趋势,基本变化趋势均为随时效温度的升高,先增大后降低,在 170℃均存在峰值;在 140-200℃时效合金的上述性能都比较高。形成以上结论的原因: 根据相图分析,铸态 Mg-Zn-Al 合金中的相主要有 Mg_(17)Al_(12)和二元 Mg-Zn 相。从 AZ80 镁合金的金相组织可以看出,随着时效温度的升高,由于第二相β-Mg_(17)Al_(12)离异共晶体从非连续析出,转变为连续析出,从而形成网状组织。由于β-Mg_(17)Al_(12) 在低温时较软,起不到钉扎晶界的作用,故机械性能下降,从而合金韧性较高,硬度较低。第二相β-Mg_(17)Al_(12)形成网状分布的温度范围在高于 170℃,组织呈网状时力学性能都比较差,170℃是其过时效温度。AZ80 镁合金断口主要呈河流状花样,故其常温断裂属于解理断裂。随时效温度升高,断口河流状花样由细小零乱转变为趋向一致的粗大片状,脆断性加剧。从组


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