稀土元素Yb對(duì)ZK60鎂合金和A360鋁合金組織和性能的影響.pdf

1、本文主要研究了添加稀土元素Yb對(duì)ZK60鎂合金和A360鋁合金顯微組織及性能的影響。利用0M、XRD、SEM、EDS、DSC以及硬度測(cè)試等分析手段研究了ZK60、ZK60-1.0Yb鎂合金在鑄造、擠壓、固溶、退火及時(shí)效以及A360、A360-0.2Yb、A360-0.5Yb、A360-0.7Yb鋁合金鑄造狀態(tài)下的組織及性能。主要研究?jī)?nèi)容包括：
　?、盼⒘縔b對(duì)ZK60合金的鑄態(tài)組織產(chǎn)生重要影響。對(duì)比ZK60鎂合金原始組織，添加稀土

2、元素Yb對(duì)ZK60合金有明顯的晶粒細(xì)化效果，顯微結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)為等軸晶;通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)并制定了鑄態(tài)ZK60-1.0Yb合金適合的熱處理制度。經(jīng)過(guò)340℃*8h+380℃*12h+440℃*24h三級(jí)固溶處理，共晶組織基本完全分解，僅有極少量Mg3Zn5Yb顆粒殘留于晶界處，獲得溶質(zhì)原子Zn和Yb過(guò)飽和的α-Mg基體組織。
　?、芞K60-1.0Yb合金熱擠壓強(qiáng)化機(jī)理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在370℃以0.12m/h的變形速率，擠壓比約為20∶1進(jìn)

3、行熱擠壓加工，ZK60-1.0Yb變形鎂合金在熱擠壓過(guò)程中，Mg3Zn5Yb相在大變形力剪切下，碎化成規(guī)則的細(xì)小顆粒彌散分布，對(duì)合金產(chǎn)生一定的強(qiáng)化作用。同時(shí)，合金在熱擠壓過(guò)程中有強(qiáng)烈的動(dòng)態(tài)析出現(xiàn)象，溶質(zhì)原子Zn和Yb過(guò)飽和的α-Mg基體組織中出現(xiàn)了動(dòng)態(tài)析出相，其原因在于溶質(zhì)原子在變形位錯(cuò)誘導(dǎo)下的擴(kuò)散脫溶。動(dòng)態(tài)析出相優(yōu)先在動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶界形成，并釘扎晶界起到明顯的細(xì)化晶粒的作用。晶內(nèi)大量析出相可以對(duì)合金起到有效的析出強(qiáng)化效應(yīng)。
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4、Yb在鋁硅合金中的作用機(jī)理分析。確定了在不同鑄造條件下（金屬型，砂型），Yb對(duì)于A360合金顯微組織的影響，表明在金屬型鑄造條件下，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.7％左右的Yb對(duì)A360鋁合金產(chǎn)生了最好的變質(zhì)效果，使粗大的共晶硅變?yōu)榧?xì)小纖維狀，晶粒尺寸明顯減小，組織均勻程度顯著提升。添加0.7％Yb的A360合金顯微硬度達(dá)到85Hv，已經(jīng)與經(jīng)過(guò)2％Na鹽變質(zhì)的A360合金力學(xué)性能基本相同。同時(shí)，確定了在A360合金中，加入的Yb元素會(huì)與Al生成新相