Mg-Al-Sn-Mn系鎂合金顯微組織與力學性能的研究.pdf

1、鎂合金作為最輕的商用金屬結構材料，具有高的比強度、比剛度，優(yōu)良的阻尼性能等優(yōu)點。鎂合金在航空航天、汽車、3C等領域逐漸受到人們的關注，成為最具發(fā)展?jié)摿Φ慕Y構材料之一。室溫強度不高、塑性差等因素制約了鎂合金的發(fā)展。Mg-Al-Sn三元系具有較低的層錯能，正發(fā)展成為一種性能優(yōu)良的新型鎂合金。然而，目前國內外對Mg-Al-Sn的研究還不夠系統(tǒng)和深入。
　　在本工作中，根據Mg-Al-Sn熱力學數據構建了三元相圖并設計了Mg-xAl-yS

2、n-0.3Mn(x=1,3,6,9；y=1,3,5)合金?；诮鹣喾治?、掃描電鏡、能譜、X射線衍射、電子背散射衍射、透射電子顯微分析、拉伸試驗等手段，研究了成分對鑄態(tài)合金顯微組織與力學性能的影響、成分以及加工工藝對擠壓態(tài)合金顯微組織與力學性能的影響，探討了鑄造合金的晶粒細化機制以及擠壓態(tài)合金的再結晶機制與強化機制，研究了部分合金的熱壓縮流變行為，確定了其本構方程以及熱加工參數。主要結果如下：
　　①Mg-Al-Sn-Mn合金主要含

3、α-Mg、Mg17Al12和 Mg2Sn，以及少量的含錳化合物[Al8Mn5、Al8(Mn,Fe)5]。通過edge-to-edge模型計算表明Mg17Al12與Mg2Sn存在慣習面(220)Mg2Sn//(330)Mg17Al12（夾角1.11°）、<001>s Mg2Sn//<22—1—>z Mg17Al12。在合金凝固過程中，α-Mg首先形核并長大；隨著溫度的降低，Mg2Sn經過共晶反應L→α-Mg+Mg2Sn形核并長大；隨著溫度

4、的進一步降低，Mg17Al12在Mg2Sn的慣習面上通過共晶反應L→α-Mg+Mg17Al12+Mg2Sn形核并長大；待液相消耗完畢，凝固完成。最終，鑄造合金的晶粒隨Al含量的增加而顯著細化；Sn也有一定的細化效果，但弱于Al。鑄造合金的強度隨合金化元素含量的增加而增加，Sn對合金的強化效果弱于Al。
　?、谠谖赐耆俳Y晶的擠壓態(tài)Mg-xAl-ySn-0.3Mn（x=1、3，y=1、3、5）合金中，粗大的未再結晶區(qū)域含較強的(10

5、1_0)、(0001)織構，未再結晶晶粒的(0001)基面法線方向以及<112—0>滑移方向趨向垂直于擠壓方向；合金沿擠壓方向受拉應力時，未再結晶區(qū)域基面滑移系具有較小的施密特因子。再結晶弱化(101_0)織構，使再結晶晶粒的(0001)基面以及<112—0>滑移方向趨向平行于擠壓方向；合金沿擠壓方向受拉應力時，再結晶晶粒基面滑移系具有較大的施密特因子。增加合金化元素含量或提高擠壓溫度可促進再結晶，降低合金的拉伸屈服強度；反