论文部分内容阅读
镁合金是较轻的商业性金属结构材料之一,不仅有高的比强度和比刚度,而且具有良好的尺寸稳定性和优异的阻尼特性,因此近年来成为了人们减轻汽车质量广泛研究的焦点。2000年初平均每辆汽车的镁合金构件的质量已经达到12kg,然而由于相对高温力学性能较差极大限制了镁合金在汽车方面的使用,如自动变速箱(≥175℃)、发动机缸体(≥200℃)和发动机活塞(≥300℃)。目前迫切需要开发出来一种高强度,韧性好,低成本,具有良好的蠕变性能的铸造镁合金。稀土是镁合金中加入的重要的合金化元素,对改善镁合金铸造性能和耐热性能都起到了非常显著的作用。本文利用光学显微镜、X-射线衍射仪、扫描电子显微镜等分析手段,通过硬度测试、冲击试验、室温和高温拉伸的试验测试方法等研究了Mg-xZn-yAl系两种典型的镁合金不同重稀土Ho含量下的显微组织和力学性能,并探讨关于稀土改性镁合金的形式,得到该合金体系的强韧化机理。研究结果表明：(1) Mg-5Zn-2Al-xHo和Mg-1Zn-6Al-xHo合金：不同的Zn/Al比下了两种合金的基体组织都是α-Mg基体和网状相组成的。ZA52基体中的网状相为τ-Mg32(Al,Zn)49相而AZ61中的网状相为β-Mg17Al12相。(2)重稀土Ho的加入都使它们的显微组织得到了改善。在ZA52合金中,Ho的加入使其主要生成的是少量的不规则的花瓣相,大量的块状相,它们的相组成都是Al2Ho。而在AZ61中产生了大量的规则花瓣状的Al-Mn-Ho相。可见,不同的Zn/Al比下的稀土Ho的添加并没有影响到Al与Ho的结合。(3)Mg-xZn-yAl-zHo合金的力学性能都受到网状共晶相的数量、大小、形状以及稀土相分布形貌的影响。两种合金中由于都在Ho加入量在1.0%-1.5%范围内网状共晶相析出的数量较少,同时稀土相以分别以块状和花瓣状均匀分布在晶界和晶内,减缓了微裂纹的扩展,合金表现出良好的强度和塑性。(4)随Ho含量的增加,ZA52、AZ61两种试验合金的力学性能都得到了明显的改善。由于大量硬脆相的生成,宏观硬度明显出现上升的趋势,而由此却造成了韧性的下降；常温下他们的抗拉强度和伸长率分别在1.5%,1.0%时达到最优效果,它们的值分别为243.3MPa、13.6%和207.88MPa、10.22%。在200℃下,它们的抗拉强度和伸长率的综合效果都在1.5%时达到最佳,其值分别为117.5MPa、18.7%和128MPa、13.2%。