Nd及T4熱處理對AM60鎂合金顯微組織和力學性能的影響.pdf

1、鎂合金具有低密度、高強度、高比剛度，減振性、尺寸穩(wěn)定性、機械加工性及電磁屏蔽性好等優(yōu)點，廣泛應用于汽車、電子、航空航天等工業(yè)中。其中AM系列鎂合金是最早用于汽車零部件上的鎂合金之一，欲滿足汽車輪轂的性能要求，必須提高其強韌性能、解決好強韌性能匹配問題。
　　 本研究在真空電阻爐中熔煉制備了AM60-xNd合金試樣，在683K的溫度和不同的時間范圍內(nèi)對試樣進行了固溶處理，并對固溶處理后的AM60-0.3Nd合金試樣進行了人工時效處

2、理。用火花原子放射光譜儀、等離子體光譜儀、X-Ray衍射儀、金相顯微鏡、場發(fā)射掃描電鏡等手段測定了試樣成份、顯微組織和結(jié)構(gòu)，用拉伸試樣機、維氏硬度計測定了試樣的力學性能。用實驗測定的數(shù)據(jù)，分析、研究了固溶時間、Nd含量對AM60-xNd合金力學性能、顯微組織和結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律，探討了其作用機理。為開發(fā)一種新型高強高韌鎂合金材料提供了基礎實驗數(shù)據(jù)。
　　 通過研究與分析，得出以下結(jié)論：
　　 1)在AM60合金中添加稀土元素

3、Nd后，引起了合金組織的顯著變化，隨著Nd含量的增加，a-Mg基體相細化，尺寸較大的連續(xù)網(wǎng)狀β-Mg17Al12相逐漸分離，變?yōu)閿嗬m(xù)、彌散分布的骨骼狀，并趨向于顆粒狀；且點狀、塊狀的Al11Nd3相有增多、增大和聚集的趨勢，針狀、短棒狀Al11Nd3相有變粗、變長、分叉的趨勢。
　　 2)AM60-xNd合金經(jīng)T4處理后，合金晶粒明顯細化，β-Mg17Al12相分解、溶解到基體合金中，Al11Nd3相形態(tài)略微變化。Σb、σ0.2

4、和δ的峰值由鑄態(tài)0.9[％]Nd轉(zhuǎn)到0.3[％]Nd，其峰值分別達到239Mpa、138Mpa、8[％]。；σb、σ0.2、δ和HV受Nd元素固溶強化和彌散分布的Al11Nd3相的形態(tài)、數(shù)量影響。
　　 3)AM60-0.3Nd合金經(jīng)T61處理后，β-Mg17Al12相又在晶界析出，晶粒細化3.0倍，平均晶粒尺度達30μm，形貌及尺寸較鑄態(tài)發(fā)生明顯變化，球狀稀土相又變?yōu)閴K狀。合金的硬度、屈服強度的平均值分別提高8.7[％]、9.

5、2[％]，合金的抗拉強度、伸長率的平均值分別提高23.9[％]、33.3[％]，其抗拉強度最大值達到262MPa。
　　 4)稀土元素Nd的加入使合金斷口出現(xiàn)些微觀塑性特征、是激活了非基滑移系的結(jié)果，因而提高了合金的塑性。
　　 本研究的創(chuàng)新點在于，通過研究添加稀土元素凝固成型及熱處理工藝對AM60-xNd合金的成份、組織和力學性能變化機理的影響，開發(fā)出含Nd系AM60合金，其強度、韌性都比AM60-0.3[％]Nd鎂合