热处理对半固态模锻成形ZA52镁合金组织和性能的影响

摘要

ZA系镁合金具有铸造性能优良、综合力学性能良好、成本较低等特点，被认为是很有发展前途的镁合金系列。低合金化的ZA52镁合金除了具有ZA系镁合金的有点外，还具有比重低等优势，因此深入研究ZA52镁合金的组织与性能有较强的实际意义。
　　实验采用自己配制的ZA52镁合金为实验原料，同时用C和Ca、Sr进行复合变质处理。C和碱土金属Ca、Sr均能对α-Mg基体起到良好的细化作用，且二者的细化机理不同，对合金的影响也不同，复合加入后合金的综合力学性能得到提高。经C和Ca、Sr复合变质后ZA52镁合金合金的抗拉强度达到235MPa，延伸率达到14.6％。
　　由DSC曲线测得ZA52镁合金的液相线为599.9℃，固液区间约为57℃，以此作为等温处理的依据。等温处理过程中等温温度的影响最为重要，而且在液相线附近时，合金的组织演变最为剧烈，但会使晶粒形态很不均匀;等温时间的延长使合金的晶粒更加接近球状。触变模锻中锻件的成形性良好，当液相率在30％左右时锻件的性能较为理想;锻件的性能随保压压力的增大而增大，同时出模力也随之增大。触变模锻件性能较好，抗拉强度达到254MPa，延伸率为13.8％。
　　对半固态模锻件分别进行固溶及时效处理，研究其对合金组织和性能的影响，并确定了最佳热处理工艺。半固态模锻ZA52镁合金经时效(T1)、固溶(T4)及固溶+时效处理(T6)后均能提高其力学性能。当时效温度为170℃，时效时间为8h时，合金的抗拉强度和硬度达到最大值，延伸率略有下降;合金经355℃、5h固溶处理后，抗拉强度和延伸率达到最高值，但是宏观硬度开始下降;进一步对合金进行固溶+时效处理，当固溶处理工艺为350℃、5h，时效处理工艺为170℃、8h时，合金的综合力学性能最好。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 镁合金材料概述

1．1．1 镁合金性能及应用

1．1．2 制约镁合金应用的因素

1．2 ZA系镁合金

1．3 镁合金的等温模锻

1．3．1 镁合金塑性变形特征

1．3．2 模锻技术的发展

1．3．3 等温模锻特征

1．3．4 工艺参数的确定

1．4 镁合金的强化

1．4．1 镁合金强化机制

1．4．2 镁合金的热处理强化

1．5 课题意义及研究内容

第2章 实验内容与方法

2．1 实验路线

2．2 合金熔炼

2．3 半固态触变模锻

2．4 半固态触变成形镁合金的热处理

2．5 DSC曲线分析

2．6 热处理试样的样品表征

2．6．1 金相组织及成分分析

2．6．2 XRD衍射分析

2．6．3 断口形貌分析

2．7 性能测试

2．7．1 拉伸及硬度检测试样制备

2．7．2 力学性能测试

2．7．3 其他试样制备

第3章 C和Ca、Sr复合细化对ZA52镁合金的影响

3．1 C单一变质对ZA52镁合金的组织和性能的影响

3．1．1 含碳量对ZA52镁合金组织和性能的影响

3．1．2 变质温度对ZA52镁合金组织和性能的影响

3．2 C和Ca、Sr复合变质对ZA52镁合金组织和性能的影响

3．2．1 金相组织观察及成分分析

3．2．2 力学性能测试

3．2．3 断口形貌分析

3．3 本章小结

第4章 半固态触变模锻实验

4．1 等温温度的影响

4．2 等温时间的影响

4．3 锻压压力的影响

4．4 本章小结

第5章 热处理工艺对半固态触变模锻成形ZA52镁合金组织和力学性能的影响

5．1 时效处理(T1)的影响

5．1．1 时效处理(T1)对显微组织的影响

5．1．2 时效处理(TI)对力学性能的影响

5．1．3 断口形貌分析

5．2 固溶处理(T4)的影响

5．2．1 固溶处理(T4)对显微组织的影响

5．2．2 固溶处理(T4)对力学性能的影响

5．2．3 断口分析

5．3 固溶+人工时效(T6)的影响

5．3．1 固溶+时效处理(T6)对显微组织的影响

5．3．2 固溶+时效处理(T6)对力学性能的影响

5．3．3 断口分析

5．4 本章小结

结论

参考文献

致谢

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