Zn含量及热处理对Mg-Zn-Mn变形镁合金显微组织和力学性能的影响

稀有金属材料与工程, 2011, 40(3): 418-423.

Zn含量及热处理对Mg-Zn-Mn变形镁合金显微组织和力学性能的影响

张丁非 ^1, , 赵霞兵 ^2, , 石国梁 ^3, , 齐福刚 ^4,

1.重庆大学,重庆,400045;国家镁合金材料工程技术研究中心,重庆,400044

2.重庆大学,重庆,400045

3.重庆大学,重庆,400045

4.重庆大学,重庆,400045

基金项目: 中央高校基本科研业务费资助(CDJXS10132202) 国家杰出青年科学基金(50725413) 国家"十一五"科技支撑计划项目(2007BAQ00134-04) 国家"973"项目(2007CB613700)

关键词： Mg-Zn-Mn合金 , Zn含量 , 显微组织 , 析出相 , 力学性能

Effects of Zn Content and Heat Treatment on Microstructures and Mechanical Properties of Mg-Zn-Mn Wrought Magnesium Alloys

研究了Zn含量和热处理工艺对挤雎态Mg-x%Zn-1%Mn(x=4,5,6,7,8,9,质量分数)镁合金组织和力学性能的作用规律.结果表明:Zn含量增加,挤压时动态再结晶趋于完全且小晶粒容易长大,同时第二相流线亦随之增加并阻碍其长大;再结晶晶粒在固溶过程中会长大,但Zn含量越高长大越困难,最终其晶粒更细小.通过透射电子显微镜(TEM)研究发现,时效态合金中主要存在2种亚稳相,即:长轴沿[0001]α的杆状相(β1'相)和(0001)α上的盘状相(β2'相),它们与基体之间存在共格或半共格界面,杆状β1'相对位错运动的阻碍更加强烈;根据X射线衍射(XRD)的分析结果,可知2种相都是具有Laves结构的MgZn2相.双级时效处理在低温预时效阶段从过饱和固溶体析出G.P.区,为第二级时效提供形核核心,从而细化了β1'和β2'相,增加了其弥散度.高Zn含量合金在180℃时效16 h后发生了过时效,通过消耗β1'和β2',而形成了大块的Mg-Zn化合物.在时效态组织中,Mn以杆状析出,可以作为β1'和β2'相的形核核心,使二者发生粗化.挤压态合金的力学性能对Zn含量的变化不敏感;时效态合金的强度随Zn含量的增加呈抛物线增加,当Zn含量大于6%时,强度增加缓慢,延伸率急剧降低,这与高锌合金容易过时效且存在残余流线有关.故含6%Zn合金具有最佳的力学性能.

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