Mg-5Zn-xAl鎂合金半固態(tài)組織及性能研究.pdf

1、鎂合金具有低密度、比強度和比剛度高、容易回收等優(yōu)點，目前在汽車、航空航天等領(lǐng)域得到日益廣泛的應(yīng)用。本文采用金屬型鑄造制備了Mg-5Zn-xAl（x=0，2，4，6，wt.％）鎂合金，并利用光學顯微鏡、X射線衍射和掃描電鏡及萬能力學試驗機等手段研究了Al含量的變化對合金的顯微組織和力學性能的影響。采用半固態(tài)等溫熱處理的方法制備了實驗合金的半固態(tài)漿料，研究了半固態(tài)非枝晶組織的演變過程及Al含量的變化對Mg-5Zn合金半固態(tài)組織的影響。初步嘗

2、試Mg-5Zn-6Al鎂合金的半固態(tài)壓鑄成形，觀察壓鑄件的組織和力學性能變化。
　　Mg-5Zn合金共晶組織主要由α-Mg+MgZn組成，當Al含量為2％時，共晶組織轉(zhuǎn)變?yōu)棣?Mg+Mg32(Al，Zn)49+MgZn，繼續(xù)增加Al含量到4％，合金共晶組織為α-Mg+Mg32(Al，Zn)49，當Al含量增加到6％時，共晶組織轉(zhuǎn)變?yōu)棣?Mg+Mg32(Al，Zn)49+Mg17Al12.合金的抗拉強度和延伸率在2％Al時達到最大，

3、分別為227 MPa和10.8％，在隨后Al的繼續(xù)增加過程中，兩者均降低，斷裂方式主要由準解理斷裂和解理斷裂。經(jīng)過T6（固溶+時效）處理后，力學性能有了大幅度提高，其中ZA54合金室溫抗拉強度達到328.22MPa，延伸率9％。
　　在等溫熱處理過程中，Al元素的含量對半固態(tài)非枝晶組織的影響較大。Mg-5Zn合金在10min到60min保溫時間下，變換不同保溫溫度，在635℃時，組織最為細小、圓整，此時球狀顆粒的平均等積圓直徑為5

4、2.6μm，形狀系數(shù)為2.2。在相同的等溫熱處理工藝條件下，Al元素含量越高，實驗合金半固態(tài)非枝晶組織越細小、圓整。當Al含量為6％時，580℃保溫30min后，球狀顆粒的平均等積圓直徑僅為47.1μm，形狀系數(shù)為1.3。
　　選取半固態(tài)非枝晶組織最好的ZA56實驗鎂合金進行半固態(tài)壓鑄。在模具溫度250℃條件下，研究了保溫溫度對壓鑄件力學性能和組織的影響。在607℃保溫60min，壓射速度為1m/s的壓鑄條件下，室溫抗拉強度達到1