Mg17Al12相對AZ91鎂合金及SiCp-AZ91復合材料組織與性能的影響規(guī)律研究.pdf

1、本文采用半固態(tài)攪拌鑄造工藝制備了不同體積分數(shù)的5μm SiCp/AZ91鎂基復合材料，對鑄態(tài)（含大量Mg17Al12相）、固溶處理后鑄態(tài)(含Mg17Al12相較少)AZ91合金及SiCp/AZ91復合材料進行熱擠壓，研究了Mg17Al12相對合金及復合材料顯微組織和力學性能的影響規(guī)律。對熱擠壓后的SiCp/AZ91復合材料在200℃進行時效處理，分析了SiCp/AZ91復合材料時效后的顯微組織和力學性能，通過與AZ91合金對比，揭示了S

2、iCp對Mg17Al12相時效析出行為的影響機制。
　　研究結果表明，由于直接擠壓態(tài)AZ91合金中Mg17Al12相數(shù)量較多，晶粒尺寸較小，但基面織構較弱，在晶粒細化強化和織構強化兩方面的綜合作用下，直接擠壓態(tài)、固溶處理后擠壓態(tài)AZ91合金的屈服強度相差不大。由于固溶處理后擠壓的AZ91合金中脆硬的Mg17Al12相數(shù)量的減少有利于減少裂紋源，固溶處理后擠壓態(tài)合金的抗拉強度和延伸率高于直接擠壓態(tài)合金。
　　鑄態(tài)鎂基復合材料經(jīng)

3、過直接擠壓后，Mg17Al12相破碎成細小顆粒狀均勻地分布在DRX晶粒晶界處，在固溶處理后擠壓態(tài)鎂基復合材料中，有極少量的Mg17Al12相分布在晶界處。直接擠壓態(tài)復合材料的晶粒尺寸明顯比固溶處理后擠壓態(tài)鎂基復合材料的晶粒尺寸小，且Mg17Al12相數(shù)量多，直接擠壓態(tài)復合材料的的屈服強度、抗拉強度均高于固溶處理后擠壓復合材料。
　　與直接擠壓態(tài)基體合金相比，少量SiCp(體積分數(shù)為2％)的加入可使AZ91基體得到顯著細化。當SiC

4、顆粒體積分數(shù)為10％時，復合材料的晶粒尺寸最小。當SiC顆粒體積分數(shù)增加到15％時，復合材料的晶粒尺寸反而增大。隨著SiCp體積分數(shù)增加，SiCp/AZ91鎂基復合材料的屈服強度和彈性模量不斷增加，延伸率不斷減小。當SiCp體積分數(shù)增加到10％時，SiCp/AZ91鎂基復合材料的抗拉強度達到最大，隨著SiCp體積分數(shù)進一步增加到15％，SiCp/AZ91鎂基復合材料的抗拉強度減小。
　　同時效態(tài)AZ91合金相比，少量(2％)SiC

5、p的加入，不連續(xù)析出Mg17Al12相減少，晶粒內(nèi)部連續(xù)析出相增多。隨著SiCp體積分數(shù)的增加，不連續(xù)析出Mg17Al12相進一步減少，晶粒內(nèi)部連續(xù)析出相更加致密。與固溶態(tài)SiCp/AZ91鎂基復合材料相比，由于時效過程中不連續(xù)析出和連續(xù)析出的Mg17Al12相，時效后材料的屈服強度、抗拉強度提高;當SiCp體積分數(shù)從0％增加到10％時，復合材料存在不連續(xù)析出相，易萌生裂紋，降低時效后復合材料的延伸率;但當SiCp體積分數(shù)為15％時，第