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ZA155、ZA255高鋅鎂合金的研究
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司m.85978597.cn
更新時間：2014-07-12
ZA155、ZA255高鋅鎂合金的抗拉強度分別為168Mpa、160MPa,ZA155、ZA255高鋅鎂合金沖擊韌度分別為3.3J/cm~2、2J/cm~2,由于鋅含量的增加,合金的硬度明顯提高,ZA155、ZA255高鋅鎂合金的、硬度分別為71.7HB、90HB。
研究了Zn,Al含量對高鋅鎂合金的密度、顯微組織和力學性能的影響。這種鎂合金的著火點高于740℃,密度約為2.2g/cm~2,強度σ_b為145～164 MPa,可采用常規(guī)熔煉方法熔煉。但這種合金也存在不足它的脆性很大,因此,研究了稀土元素和準晶中間合金的加入以及熱處理工藝對此類合金組織及力學性能的影響,以期提高它的強度和韌度
本文的研究內容主要包括三部分:
一采用常規(guī)的鑄造方法制備出含鋅15%-25%的高鋅鎂合金,采用光學顯微鏡(OM)、X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)/能量散射光譜(EDS)、硬度、沖擊韌度以及拉伸性能測試等分析手段分析檢測。結果表明:不同鋅含量的高鋅鎂合金的相組成均為α-Mg相+φ(Al_2Ng_5Zn_2)相+τ(Mg_(32)(Al,Zn)_(49))相。ZA155高鋅鎂合金的枝晶明顯比ZA205、ZA255的較粗大,ZA155高鋅鎂合金中晶界處的共晶體量明顯比ZA205、ZA255中的少,并且這種共晶體沿晶界分布且形態(tài)粗大呈網格分布。ZA155、ZA255高鋅鎂合金的抗拉強度分別為168Mpa、160MPa,ZA155、ZA255高鋅鎂合金沖擊韌度分別為3.3J/cm~2、2J/cm~2,由于鋅含量的增加,合金的硬度明顯提高,ZA155、ZA255高鋅鎂合金的、硬度分別為71.7HB、90HB。
二研究富鈰混合稀土對ZA155、ZA255高鋅鎂合金的組織和力學性能的影響。研究結果表明:加入富鈰混合稀土的ZA155、ZA255高鋅鎂合金鑄態(tài)顯微組織由α-Mg相、φ(Al_2Mg_5Zn_2)相、τ(Mg_(32)(Al,Zn)_(49))相、Mg_3Al_4Zn_2RE化合物相組成。且基體組織明顯細化;大部分富鈰混合稀土與鎂、鋅、鋁結合生成高熔點、高熱穩(wěn)定性的針狀稀土相(Mg_3Al_4Zn_2RE),從而改善晶界相的分布。ZA155、ZA255高鋅鎂合金鑄態(tài)合金的宏觀硬度值隨著RE加入量的增加而增加。當加入1.5%的RE時,ZA155高鋅鎂合金室溫抗拉強度達到峰值203MPa,比變質前提高了21%,沖擊韌度達到峰值為4.50J/cm~2,ZA255高鋅鎂合金的沖擊韌度達到峰值2.63J/cm~2,抗拉強度達到峰值185.9MPa。
三研究準晶中間合金對ZA155、ZA255高鋅鎂合金的組織和力學性能的影響。不同變質劑處理后高鋅鎂合金的高溫性能、熱處理后的性能和摩擦磨損性能。研究結果表明:在ZA155、ZA255高鋅鎂合金中加入鎂基準晶中間合金以后,鑄態(tài)合金的顯微組織中除了α-Mg基體相、φ(Al_2Mg_5Zn_2)相、τ(Mg_(32)(Al,Zn)_(49))相外,還出現了高熱穩(wěn)定的準晶相;鎂基準晶中間合金的加入不僅使基體組織細化,而且使τ(Mg_(32)(Al,Zn)_(49))相由網狀分布變?yōu)閿嗑W分布,有的趨于顆?；?。當加入5%的MZYM后,ZA155高鋅鎂合金的室溫抗拉強度達到207MPa,比母合金提高了23%,沖擊韌度達到峰值為5.5J/cm~2。隨著MZYM準晶中間合金加入量的增加,ZA155、ZA255高鋅鎂合金的硬度呈現出上升的趨勢。
這種高鋅鎂合金的常高溫抗拉強度性能相差不是很大。ZA155高鋅鎂合金的高溫性能降低了5%,ZA155+RE高鋅鎂合金的降低了3%,ZA155+MZYM高鋅鎂合金的降低了2%,降低的幅度很小,ZA155+RE和ZA155+MZYM高溫性能降低的幅度比ZA155的還要低。
經T4處理后,φ(Al_2Mg_5Zn_2)相完全固溶于α-Mg基體中,τ(Mg_(32)(Al,Zn)_(49))相幾乎未溶,針狀Mg_3Al_4Zn_2RE化合物相和Mg_(45)Zn_(47)Y_3Mn_5準晶相并不溶解于基體中,T6熱處理后,不同變質劑處理后的高鋅鎂合金的常高溫力學性能、硬度和沖擊韌度都得到大幅度的提高。
本文的研究內容主要包括三部分:
一采用常規(guī)的鑄造方法制備出含鋅15%-25%的高鋅鎂合金,采用光學顯微鏡(OM)、X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)/能量散射光譜(EDS)、硬度、沖擊韌度以及拉伸性能測試等分析手段分析檢測。結果表明:不同鋅含量的高鋅鎂合金的相組成均為α-Mg相+φ(Al_2Ng_5Zn_2)相+τ(Mg_(32)(Al,Zn)_(49))相。ZA155高鋅鎂合金的枝晶明顯比ZA205、ZA255的較粗大,ZA155高鋅鎂合金中晶界處的共晶體量明顯比ZA205、ZA255中的少,并且這種共晶體沿晶界分布且形態(tài)粗大呈網格分布。ZA155、ZA255高鋅鎂合金的抗拉強度分別為168Mpa、160MPa,ZA155、ZA255高鋅鎂合金沖擊韌度分別為3.3J/cm~2、2J/cm~2,由于鋅含量的增加,合金的硬度明顯提高,ZA155、ZA255高鋅鎂合金的、硬度分別為71.7HB、90HB。
二研究富鈰混合稀土對ZA155、ZA255高鋅鎂合金的組織和力學性能的影響。研究結果表明:加入富鈰混合稀土的ZA155、ZA255高鋅鎂合金鑄態(tài)顯微組織由α-Mg相、φ(Al_2Mg_5Zn_2)相、τ(Mg_(32)(Al,Zn)_(49))相、Mg_3Al_4Zn_2RE化合物相組成。且基體組織明顯細化;大部分富鈰混合稀土與鎂、鋅、鋁結合生成高熔點、高熱穩(wěn)定性的針狀稀土相(Mg_3Al_4Zn_2RE),從而改善晶界相的分布。ZA155、ZA255高鋅鎂合金鑄態(tài)合金的宏觀硬度值隨著RE加入量的增加而增加。當加入1.5%的RE時,ZA155高鋅鎂合金室溫抗拉強度達到峰值203MPa,比變質前提高了21%,沖擊韌度達到峰值為4.50J/cm~2,ZA255高鋅鎂合金的沖擊韌度達到峰值2.63J/cm~2,抗拉強度達到峰值185.9MPa。
三研究準晶中間合金對ZA155、ZA255高鋅鎂合金的組織和力學性能的影響。不同變質劑處理后高鋅鎂合金的高溫性能、熱處理后的性能和摩擦磨損性能。研究結果表明:在ZA155、ZA255高鋅鎂合金中加入鎂基準晶中間合金以后,鑄態(tài)合金的顯微組織中除了α-Mg基體相、φ(Al_2Mg_5Zn_2)相、τ(Mg_(32)(Al,Zn)_(49))相外,還出現了高熱穩(wěn)定的準晶相;鎂基準晶中間合金的加入不僅使基體組織細化,而且使τ(Mg_(32)(Al,Zn)_(49))相由網狀分布變?yōu)閿嗑W分布,有的趨于顆?；?。當加入5%的MZYM后,ZA155高鋅鎂合金的室溫抗拉強度達到207MPa,比母合金提高了23%,沖擊韌度達到峰值為5.5J/cm~2。隨著MZYM準晶中間合金加入量的增加,ZA155、ZA255高鋅鎂合金的硬度呈現出上升的趨勢。
這種高鋅鎂合金的常高溫抗拉強度性能相差不是很大。ZA155高鋅鎂合金的高溫性能降低了5%,ZA155+RE高鋅鎂合金的降低了3%,ZA155+MZYM高鋅鎂合金的降低了2%,降低的幅度很小,ZA155+RE和ZA155+MZYM高溫性能降低的幅度比ZA155的還要低。
經T4處理后,φ(Al_2Mg_5Zn_2)相完全固溶于α-Mg基體中,τ(Mg_(32)(Al,Zn)_(49))相幾乎未溶,針狀Mg_3Al_4Zn_2RE化合物相和Mg_(45)Zn_(47)Y_3Mn_5準晶相并不溶解于基體中,T6熱處理后,不同變質劑處理后的高鋅鎂合金的常高溫力學性能、硬度和沖擊韌度都得到大幅度的提高。
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