Mg-Al-Si合金往復(fù)擠壓及變質(zhì)處理的組織與性能.pdf

1、本文以AS42、AS44、AS66三種合金為研究對(duì)象,針對(duì)其在凝固過程中過冷度比較小的情況下,第二相Mg<,2>Si相易呈粗大漢字狀,嚴(yán)重影響合金的強(qiáng)度和韌性.為消除Mg<,2>Si相不利影響,采用往復(fù)擠壓方式,研究了不同擠壓參數(shù)對(duì)合金中Mg<,2>Si相和基體組織性能的影響. 研究結(jié)果表明:對(duì)于Mg-4Al-2Si合金,隨著擠壓道次的增加,Mg<,2>Si相和基體晶粒尺寸不斷減小,在擠壓應(yīng)力的作用下,基體首先沿晶界形成亞晶結(jié)構(gòu)

2、, 進(jìn)而通過亞晶合并機(jī)制形成較大尺寸的大角度亞晶；隨后,通過晶界遷移、亞晶進(jìn)一步合并和轉(zhuǎn)動(dòng),發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶,最終形成細(xì)小的大角度晶粒.隨著往復(fù)擠壓道次的增加,材料的塑性應(yīng)變和變形量繼續(xù)增加,Mg<,2>Si相更加細(xì)小,位錯(cuò)密度進(jìn)一步加大,基體形成更加細(xì)小的再結(jié)晶等軸晶.當(dāng)擠壓道次達(dá)到6次時(shí),Mg<,2>Si相尺寸大約為2μm,基體晶粒尺寸為2-3μm左右,合金抗拉強(qiáng)度為261.97Mpa,相對(duì)于鑄態(tài)抗拉強(qiáng)度增長130.77﹪.變形后期合

3、金受變形時(shí)的應(yīng)變硬化和回復(fù)同時(shí)作用,使得組織基本不再細(xì)化而趨于穩(wěn)定. 對(duì)Mg-4Al-2Si合金在150℃高溫條件下拉伸試驗(yàn)表明:擠壓道次小于8時(shí)對(duì)合金高溫抗拉強(qiáng)度影響不大；當(dāng)擠壓道次為8次時(shí),合金抗拉強(qiáng)度開始迅速增長；當(dāng)擠壓道次為11次時(shí),其抗拉強(qiáng)度達(dá)到256.67 MPa,相對(duì)于鑄態(tài)抗拉強(qiáng)度增長91.5﹪. 對(duì)Mg-4Al-2Si合金鑄態(tài)和往復(fù)擠壓態(tài)進(jìn)行熱處理,420℃處理可使?jié)h字狀:Mg<,2>Si相發(fā)生球化.經(jīng)過

4、420℃,16h處理后,漢字狀Mg<,2>Si已全部轉(zhuǎn)變?yōu)榍驙?而且呈細(xì)小、彌散分布.此時(shí)合金抗拉強(qiáng)度為168.23Mpa,相對(duì)鑄態(tài)合金增加48.2﹪,而且合金出現(xiàn)明顯塑性變形行為.擠壓態(tài)Mg-4Al-2Si合金經(jīng)過熱處理后組織中Mg<,2>Si顆粒和基體晶粒均發(fā)生粗化,合金硬度、抗拉強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度均出現(xiàn)不同程度降低. 由于Mg-4Al-4Si和Mg-6Al-6Si合金鑄態(tài)組織中Mg<,2>Si相主要以粗大共晶狀存在,往復(fù)擠壓對(duì)

5、其細(xì)化不明顯,合金抗拉強(qiáng)度變化不大,而采用微量Sb的加入使鑄態(tài)Mg-4Al-4Si和Mg-6Al-6Si合金中共晶Mg<,2>Si相轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)小枝晶狀.其原因是高熔點(diǎn)Mg<,3>Sb<,2>相與Mg<,2>Si相共格,作為異質(zhì)形核核心抑制枝晶長大,細(xì)化了Mg<,2>Si相.對(duì)于Mg-4Al-4Si合金當(dāng)Sb的加入量為1.0wt﹪時(shí),合金的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度分別為169.54 MPa和132.96MPa,比未變質(zhì)合金提高49.3﹪和26.1