熱處理對(duì)ZMT613鎂合金組織和性能的影響.pdf

1、本文以ZMT613合金為研究對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行均勻化、擠壓、固溶、單級(jí)時(shí)效、雙級(jí)時(shí)效等處理。利用金相顯微鏡、掃描電鏡、差熱分析、能譜分析、X射線衍射、硬度測(cè)試以及拉伸力學(xué)性能測(cè)試等手段，系統(tǒng)研究了不同熱處理工藝對(duì)ZMT613變形鎂合金組織和性能的影響。通過(guò)對(duì)均勻化態(tài)和固溶態(tài)合金組織的研究分析，優(yōu)化了合金的均勻化退火和固溶處理工藝；對(duì)比分析了合金經(jīng)直接單級(jí)時(shí)效、“固溶+單級(jí)時(shí)效”和“固溶+雙級(jí)時(shí)效”處理后的組織和性能變化。
　　研究表明

2、：鑄態(tài) ZMT613合金是由粗大的樹(shù)枝晶以及枝晶間化合物組成，合金中存在的第二相有α-Mn、Mg7Zn3和Mg2Sn，其中Mg7Zn3和Mg2Sn主要分布在枝晶間，α-Mn主要分布在枝晶內(nèi)。鑄態(tài)合金經(jīng)兩級(jí)均勻化退火后，枝晶偏析有所消除，尤其經(jīng)330℃?15h+430℃?4h均勻化退火后，合金中粗大的樹(shù)枝晶轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)小的等軸晶，粗大的Mg7Zn3擴(kuò)散溶入基體中，枝晶偏析得到消除，合金中只剩下細(xì)小的、難溶于基體的α-Mn。合金在360℃可擠壓

3、成形，擠壓出來(lái)的棒材表面光亮無(wú)開(kāi)裂現(xiàn)象，合金在擠壓過(guò)程中發(fā)生了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，形成了細(xì)小的再結(jié)晶晶粒，擠壓態(tài)合金中存在的第二相有α-Mn、MgZn2和Mg2Sn相。對(duì)擠壓態(tài)ZMT613合金的固溶溫度和時(shí)間進(jìn)行了優(yōu)化，發(fā)現(xiàn)合金經(jīng)420℃×2h固溶處理后的晶粒大小均勻，擠壓態(tài)中的 MgZn2相已擴(kuò)散溶入基體，合金中只殘留難溶入基體中的細(xì)小的α-Mn和Mg2Sn相，固溶效果理想，確定420℃×2h為合金最佳的固溶處理工藝。
　　對(duì)合金進(jìn)行了

4、直接單級(jí)時(shí)效和“固溶+單級(jí)時(shí)效”處理，發(fā)現(xiàn)兩種合金的組織存在明顯差異，合金經(jīng)直接單級(jí)時(shí)效和“固溶+單級(jí)時(shí)效”處理后，都有 Mg2Sn和 MgZn2相析出。但是經(jīng)直接單級(jí)時(shí)效處理后的合金析出的第二相存在較明顯的分布不均現(xiàn)象；而經(jīng)“固溶+單級(jí)時(shí)效”處理后，合金析出的第二相分布均勻。通過(guò)對(duì)兩種合金的硬度測(cè)試和拉伸性能測(cè)試，得到了兩種合金的力學(xué)性能：經(jīng)直接單級(jí)時(shí)效處理后的合金硬度為82.2HV，屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和延伸率分別為277 MPa、3

5、35 MPa和10.7%；經(jīng)“固溶+單級(jí)時(shí)效”處理后的合金硬度為90.8HV，屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和延伸率分別為302 MPa、351MPa和7.8%。對(duì)比研究發(fā)現(xiàn)：合金經(jīng)“固溶+單級(jí)時(shí)效”處理后的綜合力學(xué)性能要優(yōu)于經(jīng)直接單級(jí)時(shí)效處理后的，這是由于經(jīng)直接單級(jí)時(shí)效處理后合金中析出的第二相存在分布不均現(xiàn)象，弱化了時(shí)效強(qiáng)化效應(yīng)，而時(shí)效前先進(jìn)行固溶處理可使第二相在析出過(guò)程中均勻分布，時(shí)效強(qiáng)化效應(yīng)較好。
　　ZMT613合金經(jīng)“固溶+雙級(jí)時(shí)效

6、”處理后存在的第二相是α-Mn、Mg2Sn和MgZn2相。合金經(jīng)90℃×24h+180℃×7h雙級(jí)時(shí)效處理后的硬度為94.9HV，屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和延伸率分別為333MPa、386MPa和7.6%，合金的綜合力學(xué)性能最好，合金經(jīng)110℃×6h+180℃×6h雙級(jí)時(shí)效處理后的硬度為92.8HV，屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和延伸率分別為323MPa、371MPa和7.5%，力學(xué)性能有所下降，但所用時(shí)間明顯減少。不同預(yù)時(shí)效工藝使終時(shí)效析出的 MgZ