稀土La對AZ31變形鎂合金組織及性能的影響.pdf

1、鎂合金作為最輕的輕質(zhì)金屬結(jié)構(gòu)材料，商業(yè)應(yīng)用前景相當(dāng)廣闊，被譽(yù)為“21世紀(jì)綠色結(jié)構(gòu)材料”。然而對于密排六方晶體結(jié)構(gòu)的鎂合金，由于其室溫塑性差，成型困難和絕對強(qiáng)度低等問題，嚴(yán)重制約鎂合金的發(fā)展。本文采用室溫拉伸、維氏硬度及電化學(xué)腐蝕測試方法，金相(optical microstructure，OM)，X射線衍射(X-ray, XRD)、能譜掃描（energy spectrum analysis，EDS）、電子顯微鏡(SEM)等分析手段，研究

2、了稀土La改性、冷軋工藝和再結(jié)晶退火工藝等因素對AZ31鎂合金的微觀組織結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能以及耐蝕性能的影響規(guī)律。取得的主要研究結(jié)論和成果如下
　　(1)設(shè)計了5組合金成分，La的加入量分別為0.2％、0.3％、0.4％、0.6％和0.9％。研究表明:添加微量La，能夠細(xì)化AZ31鑄態(tài)組織，獲得具有細(xì)小等軸形貌的晶粒;同時細(xì)化了原始粗大的第二相Mg17Al12，產(chǎn)生熱穩(wěn)定性良好、細(xì)小針狀的析出相Al11La3。當(dāng)La的含量為0.6％時

3、，合金鑄態(tài)組織晶粒大小約為40μm，晶粒最細(xì)小，合金力學(xué)性能最優(yōu)。另外，添加La能提高合金的抗腐蝕性能，當(dāng)La含量為0.4％時合金耐腐蝕性能較優(yōu)，此時時效態(tài)變形合金（總加工率約為75％）的靜態(tài)腐蝕深度為10mm/a，且隨著La的繼續(xù)增加，抗腐蝕性能降低，當(dāng)La含量為0.6％時，其靜態(tài)腐蝕深度為17.9mm/a，仍優(yōu)于商用AZ31鎂合金（靜態(tài)腐蝕深度約為60mm/a）。
　　(2)設(shè)計了3組冷軋工藝，變形量分別為10％、20％和30

4、％，以探究冷軋工藝參數(shù)對AZ31-0.6La合金組織與性能的影響規(guī)律。研究表明:合金臨界冷軋壓下量為30％，超過30％，合金組織將會碎裂。當(dāng)合金的冷軋量為10％時，冷軋過后合金內(nèi)部產(chǎn)生了大量位錯和孿晶，經(jīng)過240℃×1h+200℃×24h熱處理后，合金能獲得較優(yōu)的力學(xué)性能和抗腐蝕性能，其時效態(tài)（合金總加工率約為75％）抗拉強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度、延伸率和靜態(tài)腐蝕深度分別為:340MPa/240MPa、25％、1.02mm/a。
　　(3)

5、通過設(shè)計再結(jié)晶退火工藝的溫度（240℃、280℃和320℃）和時間(t=5、10…180min)，研究再結(jié)晶退火工藝對AZ31-0.6La合金經(jīng)10％冷軋后的組織與性能的影響規(guī)律。研究表明:合金板材經(jīng)240℃×2.5h退火處理后，發(fā)生完全再結(jié)晶，獲得晶粒最細(xì)小且均勻的合金組織。
　　(4)結(jié)合顯微硬度測試(AZ31-0.6La冷軋量5％、10％和15％，240℃、280℃和320℃，t=5、10…180min)和Arrhenius