【摘 要】
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近年来,Mg-Zn-Sn合金因为具有较好的时效强化和耐高温性能,受到了国内外的广泛关注。在金属型铸造条件下,Mg-Zn-Sn合金容易形成非平衡共晶组织,即相图上非共晶成分的合金由于冷却速度快而形成了共晶组织。非平衡组织对镁合金的性能有着重要的影响,但是关于Mg-Zn-Sn合金非平衡组织的研究较少。本文采用金属型铸造制备了不同成分的Mg-Zn、Mg-Sn和Mg-Zn-Sn合金,研究了Zn、Sn含量对
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近年来,Mg-Zn-Sn合金因为具有较好的时效强化和耐高温性能,受到了国内外的广泛关注。在金属型铸造条件下,Mg-Zn-Sn合金容易形成非平衡共晶组织,即相图上非共晶成分的合金由于冷却速度快而形成了共晶组织。非平衡组织对镁合金的性能有着重要的影响,但是关于Mg-Zn-Sn合金非平衡组织的研究较少。本文采用金属型铸造制备了不同成分的Mg-Zn、Mg-Sn和Mg-Zn-Sn合金,研究了Zn、Sn含量对合金铸态组织的影响,运用Schiel方程计算了非平衡共晶数量;通过压缩试验研究了合金的室温及高温力学性能,绘制了加工硬化率-应力曲线,并借助EDS能谱测量了合金中Zn、Sn元素的固溶量,分析了铸态组织对力学性能的影响;对具有良好塑性的Mg-Zn-Sn合金进行了不同温度及应变速率的压缩变形,构建了热变形本构方程,计算了激活能及激活体积,分析了合金的塑性变形机制。非平衡组织研究结果表明:当Zn≥4wt.%,Sn≥3wt.%时,Mg-Zn及Mg-Sn合金均产生了共晶组织,Mg-5Zn-5Sn合金中有离异共晶出现,随着Zn、Sn含量的增加,共晶体积分数增加,Mg-10Zn合金的非平衡共晶体积分数达到15.6%。力学性能的研究结果表明:室温下合金的压缩强度和压缩率（即塑性）随着Zn、Sn含量增加出现先增后降的变化规律,这是由于一方面Zn、Sn的固溶量随含量增加而增加,合金产生了固溶强化效果,但另一方面,Zn、Sn含量超过一定数值会产生非平衡片状共晶组织,压缩时裂纹容易在共晶组织处萌生,降低了强韧性。250℃压缩时,Mg-Zn合金的强度随Zn含量增加先增加后下降,而Mg-Sn及Mg-Zn-Sn合金的强度则随Sn含量增加而增加,这是由于Mg2Sn是耐高温相,而Mg Zn相则不耐高温。通过构建Mg-2Zn-2Sn合金的热变形本构方程,计算出了合金的变形激活能Q=175.865k J/mol;应变速率敏感指数m=0.164;激活体积V=12106b3,表明在200350℃范围内合金产生了非基面滑移。
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