论文部分内容阅读
为优化耐热镁合金的性能，本文以Mg-4Si合金为基础，通过XRD、SEM、FESEM等研究Sr、Pr对Mg2Si相变质及细化机理；并以此为基础，设计了Mg-Sn-Si耐热镁合金，采用SEM、XRD研究了合金相组成及显微组织形貌特征，通过热挤压研究了挤压态合金的蠕变行为，并通过SEM分析合金的断口形貌特征，主要结论如下：在Mg-4Si合金中，Sr通过吸附作用对初生和共晶Mg2Si具有变质作用：0.5%Sr可以有效变质初生Mg2Si，但对共晶Mg2Si的有效变质应在1.0~2.0之间；稀土Pr通过吸附毒化作用对初生Mg2Si具有有效的变质细化作用：0.5%Pr可有效变质Mg2Si，2.0%Pr时Mg2Si的形貌最为规整，Pr元素的加入量应控制在1.0~2.0之间；Mg-3Sn-4Si-0.5Sr-0.5Bi合金由α-Mg、Mg2Sn、Mg3Bi2、Mg2Si、MgSnSr相所组成。合金经200℃×12h时效（T5）处理后其室温力学性能最好，抗拉强度、屈服强度、伸长率分别为154.5MPa、93.58MPa、5.7%。挤压后经200℃×12h时效（T5）处理后，抗拉强度、屈服强度、伸长率分别为245.5MPa、207.2MPa、8.1%；挤压铸态和T5处理态Mg-3Sn-4Si-0.5Sr-0.5Bi合金在35MPa/150℃时均具有最佳的抗蠕变性能：蠕变寿命、稳态蠕变速率、蠕变总量分别为145.7h、1.95×10-7s-1、15.75%和180.15h、1.17×10-7s-1、17.46%，其中挤压T5态合金抗蠕变时间增加23.66%，总蠕变量增加10.86%。挤压铸态与挤压后经T5处理的Mg-3Sn-4Si-0.5Sr-0.5Bi在150~175℃时的蠕变激活能分别为Q=94.54kJ/mol和Q=108.46kJ/mol，蠕变受晶界扩散所控制；挤压态与挤压T5态合金在175~200℃时的蠕变激活能分别为Q=130.78kJ/mol、Q=139.73kJ/mol，此时合金的蠕变受位错攀移所控制。