论文部分内容阅读
镁合金具有密度小、比强度和比刚度高、阻尼性能好以及电磁屏蔽等优点,近年来成为汽车和电子行业的重要轻质材料。随着汽车轻量化的发展,越来越多的汽车零部件使用镁合金来制造,其中汽车轮毂的使用条件决定其材料必须具有较高的强度和韧性。AM60是工业应用较为广泛的镁合金,具有较好的塑性和强韧性配比,是最接近于汽车轮毂使用性能的合金,但是其强度和韧性有待于进一步提高。 本文以AM60B为母合金,采用合金元素Ca、Si和B、RE复合微合金化的方法来强化合金,熔炼了两组共十余种不同成分的合金。测试了它们的室温力学性能及显微硬度的同时,采用光学显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、电子探针(EPMA)、带能谱分析(EDAX)的扫描电子显微镜(SEM)等分析和测试手段,较系统和深入地研究了合金元素和热处理工艺对AM60合金组织及力学性能的影响极其作用机理。 研究表明,少量的Ca(0.3wt%)加入Mg—Al基合金后,Ca固溶在B相Mg17Al12中,无新相产生。当Ca和Si复合加入Mg—Al基合金中,Ca和Si形成CaSi2,作为Mg2Si的非均质形核核心,有效地变质了Mg2Si,使Mg2Si由粗大的汉字形转变为5~7um细小的颗粒状,在Mg2Si起第二相强化的同时又不至于由于其形态影响降低合金的韧性。 RE加入Mg—Al基合金后,优先与Al结合,生成杆状的Al11RE3相,还有部分RE和Al、Mn生成颗粒状三元相Al10RE2Mn7相。RE的加入起到第二相强化的作用,由于AM60合金中的6相Mg17Al12相对较少,强化作用很明显。 Al-B中间合金中存在大量高熔点的Al-B化合物AlB2、α-AlB12、β-AlB12,在熔炼过程中加入熔融镁液中,AlB2等化合物并不溶解参加反应,凝固后大量分布在晶界处,破坏和晶粒与晶粒间的界面结合,导致合金抗拉强度的下降。B的加入细化晶粒的作用轻微。 而B和稀土复合加入Mg—Al基合金后,B优先在稀土相周围富集,所以,稀土相变得更加短小而分散,一定程度上改善了RE针状相对基体的割裂,因而提高了 摘要合金的抗拉强度。 加入的合金元素不同,经热处理后对合金的影响也不同。经过410℃下8一12小时的固溶处理,AM60+B的合金的显微硬度比铸态下降4 .8%,而AM60+O.3Ca+XSi合金、AM60+l .6RE合金的显微硬度都比铸态有所提高。经过410℃固溶和205℃时效的T6处理后,由于细小而弥散的p强化相的析出,所有合金的显微硬度都比铸态有较大幅的提高。 AM60+0.3Ca+XSi的合金经过TS和T6热处理后合金的抗拉强度都有所提高,T6态合金比铸态提高近25%。经过T6,TS热处理后,AM60+0.3Ca+XSi的合金的延伸率也比铸态提高了近10%。