论文部分内容阅读
众所周知,镁合金强度低、耐腐蚀性能差等缺点严重阻碍了其在各个领域的应用及发展,因此开发高强度,耐腐蚀的稀土镁合金已然成为近年来的研究热点。本课题所用材料为Mg-Zn-Gd-0.6Zr合金,通过调整Zn/Gd 比,研究Zn/Gd 比对Mg-Zn-Gd-0.6Zr合金组织、第二相、力学性能及耐蚀性能的影响,取得如下研究结果:(1)Mg-Zn-Gd-Zr合金凝固组织中相组成与Zn/Gd 比有关,当Zn/Gd 比为0.27时,由片层状X-Mg12ZnGd和少量块状W-Mg3Zn3Gd2组成;Zn/Gd 比增加至0.56时,第二相全部为块状W-Mg3Zn3Gd2;增加Zn/Gd 比至1.4,合金中出现长条状I-Mg3Zn6Gd相。合金均匀化处理后及挤压态合金中的相种类及形貌没有发生改变,但是X-Mg12ZnGd相和I-Mg3Zn6Gd相的数量有所增加。T5处理后,合金中的相种类没有发生改变,且合金中W-Mg3Zn3Gd2和I-Mg3Zn6Gd形貌没有发生改变,但是原ZG311合金中部分灰白色的LPSO结构的X-Mg12ZnGd相转变为了亮白色条状,挤压组织中的片层状X相与条状I相体积分数增加,W相几乎不变。(2)不同相种类的挤压态Mg-Zn-Gd-Zr合金挤压棒材室温力学性能不同,随Zn/Gd比的增加,合金强度先减小,后增大。伸长率先增大,后减小。含I-Mg3Zn6Gd相的Mg-7Zn-5Gd-0.6Zr合金综合力学性能较好,抗拉强度,屈服强度和延伸率依次为350MPa,285MPa,14%。在250℃拉伸时,随Zn/Gd 比的增加,强度逐渐减小,伸长率增大。含X-Mg12ZnGd相的Mg-3Zn-11Gd-0.5Zr合金综合力学性能较好,抗拉强度,屈服强度和延伸率为205MPa,179MPa和11%。含I相的合金强度较低,但延伸率达到209%。(3)Mg-Zn-Gd-Zr合金挤压棒材经T5热处理后,室温下,不同Zn/Gd 比的合金强度均有提高,延伸率均由降低。随Zn/Gd 比的增加,强度先降低后增高,伸长率先增高后降低,含X相的Mg-3Zn-11Gd-0.5Zr合金抗拉强度和屈服强度由未经处理时的338MPa和230MPa提高到热处理后的390MPa和295MPa。在200℃和250℃拉伸时,随Zn/Gd 比的增加,强度逐渐减小,伸长率增大,含X相的Mg-3Zn-11Gd-0.5Zr挤压棒材经T5热处理后在250℃拉伸时具有较好的拉伸性能,抗拉强度和屈服强度达到231MPa和170MPa,延伸率达到16%。含I相的Mg-7Zn-5Gd-0.6Zr挤压棒材经T5热处理后在250℃下拉伸时,强度较低,延伸率达到863%,达到超塑性标准。(4)不同Zn/Gd比Mg-Zn-Gd-Zr合金耐腐蚀性能不同。铸态合金中,含I相的Mg-7Zn-5Gd-0.5Zr合金耐腐蚀性能较好;均匀化态与挤压态合金中,含X相的Mg-3Zn-11Gd-0.5Zr合金耐腐蚀性能较好;热处理后合金中,只含W相的Mg-5Zn-9Gd-0.5Zr合金耐腐蚀性能较好。(5)不同状态下Mg-Zn-Gd-Zr合金耐腐蚀性能不同。含X相的Mg-3Zn-11Gd-0.5Zr合金,挤压态下耐腐蚀性能较佳;只含W相的Mg-5Zn-9Gd-0.5Zr合金,热处理态下耐腐蚀性能;含I相的Mg-7Zn-5Gd-0.5Zr合金,铸态下耐腐蚀性能较好。(6)不同状态不同Zn/Gd比Mg-Zn-Gd-Zr合金中,含X相的挤压态Mg-3Zn-11Gd-0.5Zr合金耐腐蚀性能较佳,自腐蚀电位为-1.49V,极化电阻为623Ω·cm2。