熱處理對AE44鎂合金微觀組織和力學性能的影響.pdf

1、AE系列鎂合金呈現出良好的高溫力學性能,可用于120℃甚至150℃以上的服役環(huán)境中,受到人們的廣泛關注。AE44稀土鎂合金多采用壓鑄來生產,因為壓鑄冷速較快不易形成粗大的Al-RE相,且壓鑄件充型性好、出品率高、經濟效益優(yōu)良,但也存在一些不足,如:閉合微氣孔較多,疲勞、蠕變作用下微氣孔易成為裂紋源導致構件失效,并且在熱處理過程中微氣孔會膨脹。傳統(tǒng)的金屬型重力鑄造充型平穩(wěn),可以使氣泡、雜質等充分上浮或下沉,不致使構件在疲勞、蠕變作用下易失

2、效。而熱處理可以很好的改善鑄造件的組織,進而改善其性能。因此,本課題通過對空冷金屬型和水冷金屬型鑄造的AE44稀土鎂合金進行熱處理,利用光學顯微鏡和掃描電子顯微鏡觀察合金的顯微組織,采用X射線衍射儀分析合金相組成的變化,并對合金的布氏硬度、室溫拉伸性能和高溫拉伸性能進行測試,探討熱處理對AE44鎂合金微觀組織和力學性能的影響。
　　通過組織觀察發(fā)現水冷金屬型鑄態(tài)合金的組織比空冷金屬型的組織細小。通過相組成分析表明兩種鑄態(tài)合金均由α

3、-Mg基體和稀土化合物相組成,主要稀土化合物相有:Al4Ce、AlCe3、Al11La3、A14La、AlMn和Al10Ce2Mn7相。經固溶處理后,只有AlCe3、Al4La和AlMn相溶入基體,其它稀土化合物相形態(tài)略有變化,時效處理后溶入基體的三種相重新析出,且有少量的β-Mg17Al12相析出。
　　固溶處理后合金硬度均低于鑄態(tài),再經不同溫度(140℃、160℃、180℃、200℃、220℃)時效處理后,空冷金屬型合金的硬度

4、隨時效時間的延長先提高后降低,在220℃時效處理4h合金硬度最高達到61.8HB。水冷金屬型合金的硬度隨時效時間的延長不斷提高,在180℃時效處理12h合金硬度最高達到68.2HB。
　　經固溶處理后,空冷和水冷金屬型合金的室溫抗拉強度均稍有下降,延伸率稍有提高。隨著時效時間的延長,水冷金屬型合金的抗拉強度不斷提高,在200℃經12h時效處理后合金的抗拉強度由固溶態(tài)的109.27MPa提高到168.02MPa。兩種合金在鑄態(tài)及時效

5、處理后均表現為具有少量微觀撕裂棱的脆性斷裂,固溶處理后表現為存在少量微觀韌窩的脆性斷裂。
　　兩種合金經熱處理后,無論是在150℃還是250℃下的拉伸性能均有所提高?？绽浣饘傩丸T態(tài)合金經450℃固溶處理16h后的試樣在150℃時的高溫拉伸強度由鑄態(tài)的94.47MPa提高到118.36MPa,延伸率由鑄態(tài)的2.35％提高到4.05%。450℃固溶處理16h后的試樣在250℃時的高溫拉伸強度由鑄態(tài)的89.32MPa提高到106.45M

6、Pa,延伸率由鑄態(tài)的3.99%提高到5.56%。熱處理前后的試樣在150℃和250℃的宏觀斷口均為正斷型,微觀表現為沿晶斷口。合金在150℃和250℃拉伸時均為固溶強作用明顯。
　　對于水冷金屬型鑄造合金而言,鑄態(tài)合金經450℃固溶處理16h后,試樣在150℃時的高溫拉伸強度由鑄態(tài)的101.12MPa提高到144.11MPa,延伸率由鑄態(tài)的4.85%提高到6.32%。450℃固溶處理16h后再經220℃時效處理12h,合金在250