Mg-5Zn-xAl鎂合金半固態(tài)組織及性能研究.pdf

1、鎂合金具有低密度、比強(qiáng)度和比剛度高、容易回收等優(yōu)點(diǎn)，目前在汽車(chē)、航空航天等領(lǐng)域得到日益廣泛的應(yīng)用。本文采用金屬型鑄造制備了Mg-5Zn-xAl（x=0，2，4，6，wt.％）鎂合金，并利用光學(xué)顯微鏡、X射線衍射和掃描電鏡及萬(wàn)能力學(xué)試驗(yàn)機(jī)等手段研究了Al含量的變化對(duì)合金的顯微組織和力學(xué)性能的影響。采用半固態(tài)等溫?zé)崽幚淼姆椒ㄖ苽淞藢?shí)驗(yàn)合金的半固態(tài)漿料，研究了半固態(tài)非枝晶組織的演變過(guò)程及Al含量的變化對(duì)Mg-5Zn合金半固態(tài)組織的影響。初步嘗

2、試Mg-5Zn-6Al鎂合金的半固態(tài)壓鑄成形，觀察壓鑄件的組織和力學(xué)性能變化。
　　Mg-5Zn合金共晶組織主要由α-Mg+MgZn組成，當(dāng)Al含量為2％時(shí)，共晶組織轉(zhuǎn)變?yōu)棣?Mg+Mg32(Al，Zn)49+MgZn，繼續(xù)增加Al含量到4％，合金共晶組織為α-Mg+Mg32(Al，Zn)49，當(dāng)Al含量增加到6％時(shí)，共晶組織轉(zhuǎn)變?yōu)棣?Mg+Mg32(Al，Zn)49+Mg17Al12.合金的抗拉強(qiáng)度和延伸率在2％Al時(shí)達(dá)到最大，

3、分別為227 MPa和10.8％，在隨后Al的繼續(xù)增加過(guò)程中，兩者均降低，斷裂方式主要由準(zhǔn)解理斷裂和解理斷裂。經(jīng)過(guò)T6（固溶+時(shí)效）處理后，力學(xué)性能有了大幅度提高，其中ZA54合金室溫抗拉強(qiáng)度達(dá)到328.22MPa，延伸率9％。
　　在等溫?zé)崽幚磉^(guò)程中，Al元素的含量對(duì)半固態(tài)非枝晶組織的影響較大。Mg-5Zn合金在10min到60min保溫時(shí)間下，變換不同保溫溫度，在635℃時(shí)，組織最為細(xì)小、圓整，此時(shí)球狀顆粒的平均等積圓直徑為5

4、2.6μm，形狀系數(shù)為2.2。在相同的等溫?zé)崽幚砉に嚄l件下，Al元素含量越高，實(shí)驗(yàn)合金半固態(tài)非枝晶組織越細(xì)小、圓整。當(dāng)Al含量為6％時(shí)，580℃保溫30min后，球狀顆粒的平均等積圓直徑僅為47.1μm，形狀系數(shù)為1.3。
　　選取半固態(tài)非枝晶組織最好的ZA56實(shí)驗(yàn)鎂合金進(jìn)行半固態(tài)壓鑄。在模具溫度250℃條件下，研究了保溫溫度對(duì)壓鑄件力學(xué)性能和組織的影響。在607℃保溫60min，壓射速度為1m/s的壓鑄條件下，室溫抗拉強(qiáng)度達(dá)到1