往復擠壓Mg-Al-Si合金的組織、性能及強化機制.pdf

1、本文采用普通凝固法制備了Mg-4Al-2Si(AS42)、Mg-4Al-4Si(AS44)和Mg-6Al-6Si(AS66)三種合金。深入研究了普通凝固、往復擠壓(RE)、熱處理及Sb微合金化對三種合金微觀組織、力學性能的影響規(guī)律，討論了基體組織和Mg<,2>Si相顆粒的細化、強化機制。研究結(jié)果表明： 通過在鎂合金熔體中加入Al-Si中間合金制備的AS42、AS44和AS66合金，由α-Mg基體、漢字狀及塊狀Mg<,2>Si相和

2、β-Mg<,17>Al<,12>相組成。 往復擠壓可顯著細化AS42合金的組織。擠壓過程中，AS42合金基體發(fā)生了動態(tài)再結(jié)晶。隨著擠壓道次的增加，基體晶粒與Mg<,2>Si相顆粒不斷細化。往復擠壓6道次時，通過再結(jié)晶，基體形成了尺寸約3um的等軸晶，Mg<,2>Si相顆粒尺寸減小到約1.4um；擠壓8道次時，基體組織和Mg<,2>Si相顆粒尺寸進一步減小，此時合金的抗拉強度和屈服強度均達到最大值，分別為283.5MPa和269.

3、1MPa；擠壓道次介于6～8時，晶粒和強化相尺寸基本不再變化，即合金組織的細化趨于穩(wěn)定，達到了細化極限。但是，如果繼續(xù)增加往復擠壓道次，晶粒和強化相則會出現(xiàn)長大。如，當擠壓道次為11時，由于擠壓溫度過高，導致基體晶粒和Mg<,2>Si相顆粒均發(fā)生長大。 往復擠壓也可細化AS44和AS66合金組織。擠壓過程中基體發(fā)生了動態(tài)再結(jié)晶而得到細化；漢字狀MgzSi相顆粒得到了顯著細化，粗大的骨骼狀Mg<,2>Si相在擠壓破碎后呈較大的塊狀

4、分布于基體中。 往復擠壓可大幅提高鑄態(tài)AS42合金的力學性能。 鑄態(tài)和往復擠壓態(tài)AS42合金中， Mg<,2>Si顆粒尺寸遵從Weibull分布；在擠壓過程中，漢字狀：Mg<,2>Si顆粒依彎曲機制而破碎成塊狀或條狀，隨擠壓道次的增加，條狀顆粒依短纖維加載機制而破碎，塊狀顆粒依剪切機制而破碎；顆粒開裂的概率與顆粒相對密度成正比，與基體晶粒尺寸平方成正比，與外加真應力的5次方成正比。 對擠壓態(tài)AS42合金進行T4與

5、T6處理后，Mg<,2>Si顆粒的形貌與尺寸只發(fā)生微小變化，說明Mg<,2>Si相具有較高的熱穩(wěn)定性；而基體晶粒粗化，使合金的力學性能降低。 擠壓態(tài)AS42合金在150℃高溫下的短時拉伸試驗表明，擠壓道次小于8時，擠壓道次對合金抗拉強度影響不大；當擠壓道次為8時，合金的抗拉強度開始迅速增加；當擠壓道次為11時，合金的抗拉強度最高，為256MPa，與鑄態(tài)高溫抗拉強度相比，增長163.9％；擠壓態(tài)AS42合金的高溫抗拉強度均高于相同