超高壓下Mg--Zn--Y合金凝固組織及其室溫壓縮變形行為.pdf

1、壓力達(dá)到GPa數(shù)量級時可以改變合金凝固過程的熱力學(xué)和動力學(xué)條件，使合金的凝固組織與常規(guī)鑄造不同。本文采用2RRL-M8型真空電阻鎂合金熔煉爐在常規(guī)鑄造條件下熔制了Mg-8Zn-1Y和Mg-14Zn-4Y合金;采用CS-1B型高壓六面頂壓機(jī)在2-6GPa超高壓下對常規(guī)鑄造的兩種合金進(jìn)行了高壓凝固;利用TEM、SEM(EDS)、XRD等測試手段分析了Mg-8Zn-1Y合金和Mg-14Zn-4Y合金在不同壓力下的凝固組織和相組成;用WDW31

2、00型萬能試驗(yàn)機(jī)對高壓凝固后的Mg-Zn-Y合金進(jìn)行室溫壓縮變形，研究了其室溫變形及斷裂行為。結(jié)果表明:常壓下Mg-8Zn-1Y合金的鑄態(tài)組織由較粗大的“冰花狀”枝晶α-Mg基體和分布在枝晶間的第二相(Mg10Y2Zn和I-Mg3YZn6)組成。2-6GPa超高壓下Mg-8Zn-1Y合金凝固組織出現(xiàn)區(qū)域柱狀晶，凝固相沒有改變，但是凝固組織明顯變細(xì)，二次枝晶間距由常壓下的40μm減小到6GPa下的8μm左右，一次枝晶臂的長度由2GPa下的

3、456μm減小到6GPa下的180μm。Mg-8Zn-1Y在高機(jī)械壓力作用下，α-Mg基體的(01(1)0)晶面間距由常壓下的0.27782nm減小到6GPa下的0.2705nm，(10(11))晶面間距由常壓下的0.24519nm減小到6GPa下的0.2399nm。Mg-14Zn-4Y的常壓下鑄態(tài)組織由粗大的等軸晶α-Mg基體和分布在枝晶間的第二相(MgYZn3和I-Mg3YZn6)組成，第二相連成網(wǎng)狀。高壓下Mg-14Zn-4Y合金

4、凝固組織明顯變細(xì)，并且由第二相組成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)被打碎，粒狀第二相分布更加均勻，高壓下凝固相比常壓下多出一相MY相。冷卻速度越快，Mg-14Zn-4Y合金凝固組織越細(xì)小。
　　常壓下凝固的Mg-8Zn-1Y合金試樣的壓縮強(qiáng)度為262.6MPa，屈服強(qiáng)度為244.4MPa，壓縮率為13.3％。隨著凝固壓力的增大，合金的壓縮強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度以及壓縮率均大幅升高，6GPa的凝固壓力下合金的抗壓強(qiáng)度為437.3MPa，屈服強(qiáng)度為368.9MPa

5、，壓縮率為24.7％。壓縮后合金組織中存在大量形變孿晶。常壓下凝固的Mg-14Zn-4Y合金試樣的壓縮強(qiáng)度為343.81MPa，屈服強(qiáng)度為330.84MPa，壓縮率16.81％。6GPa的凝固壓力下合金的抗壓強(qiáng)度度為454.66MPa，合金的屈服強(qiáng)度升高到426.43MPa，壓縮率為24.74％，合金的壓縮率有比較大的提高。合金的塑性在高壓下增強(qiáng)，并且合金有一定的應(yīng)變硬化效應(yīng)。常壓凝固的Mg-8Zn-1Y和Mg-14Zn-4Y合金試樣的