變形MG-ZN-Gd合金的制備及其性能研究.pdf

1、本文針對鎂合金變形能力差的弱點，通過添加Zn、Gd、Ca元素嘗試制備出一種高性能的變形鎂合金。采用重力鑄造和熱擠壓成形技術(shù)，設(shè)計并制備了不同Gd元素含量的Mg-Gd二元合金、不同Zn元素含量的Mg-Zn-Gd三元合金以及不同Ca元素含量的Mg-Zn-Ca-Gd四元鎂合金。利用光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)以及室溫拉伸實驗等分析檢測技術(shù)，研究了不同成分的合金在不同狀態(tài)下的顯微組織和力學(xué)性能，研究了Mg-4.0Zn-2.0Gd

2、合金的均勻化處理工藝以及在不同熱擠壓溫度下該合金的顯微組織和力學(xué)性能。研究結(jié)果表明:
　　(1)對于Gd含量分別為0.1、0.5、1.0、2.0、5.0、10.0 wt.％的Mg-Gd二元合金，隨著Gd含量的增加，合金的晶體形貌由平面晶向柱狀樹枝晶再向等軸樹枝晶的形式轉(zhuǎn)變。Mg-0.1 Gd和Mg-2.0Gd合金在擠壓之后晶粒得到細化，Mg-0.1Gd合金的強度由104.8 MPa上升到197.9 MPa，延伸率由7.4％上升到1

3、3.0％; Mg-2.0Gd合金的強度由115.9 MPa上升到173.6 MPa，延伸率由12.9％上升到60.3％。
　　(2)鑄態(tài)Mg-xZn-2.0Gd(x=1.0，2.0，3.0，4.0，5.0)合金的晶粒尺寸隨Zn元素含量的增加而減小，網(wǎng)狀的第二相共晶組織含量逐漸增多且變得連續(xù)。且隨著Zn元素含量的增加，鑄態(tài)Mg-xZn-2.0Gd合金的屈服強度和抗拉強度也隨之上升;而延伸率則先增大后減小并在Zn含量為4.0 wt.％

4、時達到峰值。Mg-4.0Zn-2.0Gd合金在430℃下經(jīng)過24 h的均勻化處理后組織和力學(xué)性能都達到適合熱擠壓的最佳狀態(tài)，2 mm/s的擠壓速度下合金沒有發(fā)生完全的動態(tài)再結(jié)晶。
　　(3)隨著Ca含量的增加，鑄態(tài)Mg-4.0Zn-xCa-2.0Gd(x=0.1，0.2，0.5，1.0)合金中的析出相由I相+W相的形式向Ca2Mg6Zn3相+W相的形式轉(zhuǎn)變，且合金中W相的Mg含量逐漸減少。擠壓之后，Mg-4.0Zn-xCa-2.0