砂型鑄造Mg-10Gd-3Y-Zr合金的組織和性能研究.pdf

1、Mg-Gd-Y系合金是一類(lèi)新型的高強(qiáng)耐熱鎂合金,在航空、航天等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。但是,國(guó)內(nèi)外有關(guān)該合金系的研究大多是基于冷卻速度較快的金屬型進(jìn)行的,而對(duì)于砂型鑄造該合金的報(bào)道相對(duì)較少,但大型復(fù)雜薄壁鎂合金鑄件一般均采用砂型鑄造方式來(lái)成型,因此有必要開(kāi)展砂型鑄造Mg-Gd-Y系合金的研究。本文綜合運(yùn)用了各種材料研究方法,包括光學(xué)金相分析、X射線衍射分析、掃描電子顯微分析、熱分析、硬度和拉伸試驗(yàn)分析,系統(tǒng)開(kāi)展了砂型鑄造Mg-10Gd-

2、3Y-Zr合金從鑄造態(tài)到熱處理態(tài)的組織演變規(guī)律、熱處理工藝優(yōu)化、室溫及高溫力學(xué)性能及斷裂行為等方面的研究。研究結(jié)果表明:砂型鑄造Mg-10Gd-3Y-Zr合金的鑄態(tài)、固溶態(tài)、峰值時(shí)效態(tài)和高溫時(shí)效態(tài)的組織依次由α-Mg+Mg24(Gd,Y)5共晶化合物、α-Mg過(guò)飽和固溶體+方塊狀γ相、α-Mg+方塊狀γ相+β′析出相、α-Mg+方塊狀γ相+β析出相組成,而且所有狀態(tài)都包含了Zr核。固溶處理時(shí),合金的組織演變包括三個(gè)過(guò)程:共晶相的溶解、方

3、塊狀γ相的大量生成和晶粒的粗化。在最佳固溶條件下,合金組織中幾乎無(wú)共晶相殘留,同時(shí)保持了未異常長(zhǎng)大的晶粒。砂型鑄造Mg-10Gd-3Y-Zr合金的最佳熱處理工藝(T6)為:525℃×12h+250℃×10h。對(duì)應(yīng)的室溫抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和延伸率分別為297MPa、238MPa和1.1％。在低于200℃的溫度下,其抗拉強(qiáng)度和延伸率隨溫度的升高而增加;當(dāng)溫度超過(guò)200℃后,其強(qiáng)度才開(kāi)始大幅下降。將該熱處理工藝應(yīng)用到某大型軍用艙體的實(shí)際生產(chǎn)中