微量Mn添加对Mg-6Zn-3Al镁合金非枝晶组织演变的影响

摘要

利用光镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)研究了Mg-6Zn-3Al-xMn(x％=0％,0.1％,0.3％,0.5％,质量分数)合金的铸态组织和在等温热处理过程中的非枝晶组织演变规律.结果表明:铸态基体合金由 α-Mg、Mg2Zn3、Mg7Zn3和Mg32(Al,Zn)49)相组成.添加Mn后,析出了AlMn和Al8Mn5相,且随Mn含量的增加,晶粒逐渐得到细化.合金经580℃等温保温30 min后,获得的非枝晶组织由初生α1-Mg颗粒和包裹在共晶组织中二次水淬凝固形成的α2-Mg颗粒及分布在初生颗粒间呈蜂窝状的共晶相组成.随着Mn含量增加,固相颗粒的平均尺寸和形状因子呈先减小后增加的趋势,组织中液相比例逐渐减少.当Mn含量(质量分数)为0.1％时,可获得近似球状、细小圆整、均匀分布的固相颗粒.在等温热处理过程中,溶质扩散和界面张力对组织演变起主导作用.Zn和Al溶质原子在液相中的成分起伏是初生颗粒在分离和球化过程中产生颈缩的重要原因.