| 题名 | 热处理对Mg-6Zn-1Cu-xCe合金组织和性能的影响 |
| 作者 | 马振铎 |
| 答辩日期 | 2017 |
| 导师 | 黄晓锋 |
| 关键词 | ZC61+xCe镁合金 热处理 半固态 组织与性能 析出相 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 英文摘要 | 镁合金在高温下容易燃烧,形成氧化夹杂降低产品性能,半固态成形工艺可在较低成形温度下制备镁合金产品,既能减少夹杂的产生又能延长模具使用寿命。然而,目前用于半固态成形的镁合金局限在AZ91等牌号合金上,这些合金热处理强化作用较差,不利于发挥半固态压铸成形后可进行热处理的优势,因此,研究适用于半固态成形的新型镁合金势在必行。Mg-Zn-Cu系列合金热处理强化作用较好,但该合金系的半固态组织变化及优化研究尚不深入。本文在ZC61合金的基础上添加Ce元素,并借助XRD、OM、SEM、TEM等手段及拉伸试验来进行以下研究。对ZC61+xCe合金组织和性能进行研究后表明:ZC61合金的铸态组织主要由基体α-Mg、CuMgZn及MgZn2共晶相组成。Ce元素的添加量增加时,有少量的Mg12Ce相形成,合金晶粒逐步细化,抗拉强度和延伸率均呈先上升后下降的趋势。合金断裂方式由解理断裂向准解理断裂转变,再向解理断裂转变。在Ce含量为0.5%时,合金晶粒最为细小,且抗拉强度和延伸率均达到最大值。采用等温热处理法研究Ce含量,保温温度和保温时间对合金半固态组织的影响。结果表明:随Ce含量增加,非枝晶颗粒明显细化,且当Ce含量达到0.7%时,固相率会急剧下降。Mg-6Zn-1Cu-0.5Ce合金在600℃保温25min时,可获得理想半固态组织,其颗粒尺寸、形状因子和固相率分别为57μm、1.16和68%。另外,半固态组织中的固相主要由初生α1（Mg）相和二次凝固的α2（Mg）相组成。半固态组织演变过程为:共晶组织溶解与α-Mg的粗化→分离→球化→合并与长大。颗粒分离机制包括亚晶界浸润机制和根部重熔机制。当固、液两相达到平衡阶段时,非枝晶颗粒发生Ostwald熟化。研究了热处理对Mg-6Zn-1Cu-0.5Ce合金铸态组织和性能的影响,结果表明:在405℃固溶24h后,共晶相会发生大量溶解,沿晶界分布的残余共晶相以细小、弥散的颗粒状存在。经时效后,CuMgZn和MgZn2等沉淀相分别在晶界和晶内均有析出。提高时效温度后,沉淀相的数量减少,抗拉强度和显微硬度降低。在160℃时效20 h时,抗拉强度和显微硬度均达到最大值,分别为256MPa和84VHN。分析峰值时效下的TEM照片可知,垂直于滑移面的棒状β1’相强化作用明显,而平行于盘状滑移面的β2’相的强化效果则弱了很多。对比断口形貌可知:在铸态拉伸时,断裂方式为沿晶及解理断裂;在固溶态拉伸时,断裂方式为穿晶及准解理断裂;在时效态拉伸时,断裂方式为穿晶及混合断裂。研究了热处理对Mg-6Zn-1Cu-0.5Ce合金半固态组织的影响后表明,半固态组织的固溶转变过程如下:共晶相溶解→α2-Mg生长并形成细小颗粒→细小颗粒粗化及合并→初生颗粒合并→初生颗粒的粗化及长大。半固态组织在时效后,沉淀相主要在二次凝固区析出。时效温度提高后,析出相数量减少,且初生固相颗粒长大。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 65 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/92619]  |
| 专题 | 兰州理工大学 |
| 作者单位 | 兰州理工大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 马振铎. 热处理对Mg-6Zn-1Cu-xCe合金组织和性能的影响[D]. 2017. |
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