Pb、Sn及时效处理对压铸AZ81镁合金组织和力学性能的影响

摘要

本文以压铸态AZ81镁合金为基础，添加合金元素（Pb、Pb+Sn）并进行时效热处理，采用 XRF、XRD、OM、SEM/EDS、万能材料试验机等手段，重点研究了上述两种方法对压铸 AZ81组织和常温/中温力学性能的影响规律及机理，探索提高压铸AZ81中温性能的新途径。
　　主要研究结果及结论如下：
　　1）时效对压铸态AZ81微观组织及力学性能的影响：压铸AZ81时效后，更多颗粒状和层片状Mg17Al12相在晶界析出；常温抗拉强度和屈服强度有所提高（分别提高了18％和6.9%）；180℃屈服强度略有提高（提高了6.3%）。
　　2）Pb及时效对微观组织的影响：Pb对压铸态AZ81有一定的晶粒细化作用，且随着Pb加入量的增加，晶粒细化作用有一定的增加趋势；Pb在时效前后主要存在于AZ81镁合金的α-Mg基体和β-Mg17Al12相中，无含Pb化合物生成；时效后在α-Mg晶内和晶界上均有Mg17Al12相析出，Pb有抑制晶界有害Mg17Al12相析出、促进晶内Mg17Al12相有益析出的作用，且随Pb含量增加该作用有所增加。
　　3）Pb及时效对力学性能的影响：时效对压铸AZ81-（0.5,1.0,1.5）Pb合金的室温强度具有提升作用，且随着Pb含量的增加有先降低后增加的趋势；时效和Pb共同作用可提高压铸AZ81的180℃抗拉强度和屈服强度，且随Pb含量增加呈上升趋势，AZ81-1.5Pb具有最高平均抗拉强度为181 MPa，比压铸AZ81提高了10.2%， Pb元素和时效热处理使压铸AZ81倾向于脆性断裂。
　　4）Pb+Sn及时效对微观组织的影响：压铸AZ81-0.5Pb-(0.5,1.0)Sn时效前，Sn含量为0.5%的合金组织中未发现Mg2Sn相，Sn含量为1%的合金中发现少量多边形Mg2Sn相；时效后，合金组织均生成了多边形Mg2Sn耐高温质点，主要分布在晶界可有效钉扎晶界，提高镁合金耐中高温性能；同时，Pb元素抑制了时效过程中Mg17Al12在晶界析出，有助于提高镁合金的耐中温性能。
　　5）Pb+Sn及时效对力学性能的影响：
　　时效前，压铸AZ81-0.5Pb-(0.5,1.0)Sn镁合金室温抗拉强度和屈服强度随着Sn含量的增加而增加，其中压铸AZ81-0.5Pb-1.0Sn的抗拉强度为211 MPa、屈服强度为150.5 MPa，分别比压铸AZ81提高了4.4%、34.4%；时效前，180℃下，随着Sn含量的增加，抗拉强度和屈服强度均增加，压铸AZ81-0.5Pb-1.0Sn抗拉强度值为200.5 MPa、屈服强度为145.2 MPa分别比压铸AZ81提高了22.3%、29.6%；时效后，压铸AZ81-0.5Pb-(0.5,1.0)Sn的室温抗拉强度和屈服强度较时效前有一定提高，且随着Sn含量的增加有增加趋势，压铸AZ81-0.5Pb-1.0Sn的室温抗拉强度值为212.5 MPa、屈服强度值为151.5 MPa分别比压铸AZ81提高了5.1%、35.3%；时效后，180℃抗拉强度和屈服强度随着 Sn含量的增加而增加，压铸AZ81-0.5Pb-1.0Sn抗拉强度为180.5 MPa、屈服强度值为142.8 MPa分别比压铸AZ81提高了10.1%、提高了26.8%；Pb+Sn和时效均使压铸AZ81的180℃断裂机制由塑性断裂向脆性断裂转变。

目录

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中文摘要

英文摘要

目录

1 绪 论

1.1 镁合金概述

1.2 合金化对镁合金耐热性能影响的研究现状

1.3 镁合金热处理技术的研究现状

1.4本课题的研究目的、内容及意义

2 研究方案及研究方法

2.1 引言

2.2 技术路线

2 .3 合金的成分设计

2.4 合金的制备

2 .5 热处理

2 .6 中常温力学性能测试

2 .7 合金的微观组织分析

3 Pb及时效热处理对压铸AZ81镁合金组织和力学性能的影响

3.1 引言

3.2 化学成分分析

3 .3 Pb及时效热处理对压铸AZ81镁合金微观组织的影响

3.4 Pb及时效热处理对压铸AZ81镁合金常温力学性能的影响

3.5 Pb及时效热处理对压铸AZ81镁合金中温力学性能的影响

3.6 小结

4 Pb-Sn及时效热处理对压铸AZ81镁合金组织和力学性能的影响

4.1 引言

4.2 压铸AZ81-0.5Pb-0.5Sn镁合金时效处理后的微观组织的研究

4 .3 压铸A Z81-0.5 Pb-0.5Sn镁合金时效处理后的力学性能的研究

4 .4 压铸A Z81-0.5 Pb-1.0Sn镁合金时效处理后的微观组织的研究

4 .5 压铸A Z81-0.5 Pb-1Sn镁合金时效处理后的力学性能的研究

4 .6 小结

5 合金性能对比及讨论

6 结 论

致谢

参考文献

附录 作者攻读硕士学位期间发表的论文目录及专利