离心铸造ZW61和AZ91镁合金的组织及力学性能

摘要

本文采用离心铸造方法和金属型重力铸造方法制备了一种新型Mg-Zn-Y合金，Mg-6wt％Zn-1wt.％Y-0.5wt.％Zr合金(简写为ZW61合金)，比较了合金的铸态的显微组织及力学性能。结果表明，离心铸造镁合金的晶粒组织得到明显细化，力学性能得到提高。利用扫描电子显微镜(SEM)，X射线衍射(XRD)和能谱成分分析(DEX)研究了ZW61合金的显微组织相组成，基体相均为α-Mg相，ZW61合金的第二相由Ⅰ相(Mg3Zn6Y)和W相(Mg3Zn3Y2)组成。离心铸件元素分布比金属型铸件均匀一些，根据ImageJ软件分析，离心铸件第二相的面积分数比金属型铸件的小。说明由于较高的冷却速率，离心铸造中共晶转变L→α-Mg+W和共析转变W→α-Mg+I被抑制，导致I、W相减少，形成以过饱和初生相α-Mg为主的凝固组织。离心铸件的塑性特征较金属型铸件要多，延伸率得到提高。
　　 采用砂型铸造方法、金属型重力铸造方法、离心铸造方法制备了Mg-Al-Zn合金，Mg-9wt.％Al-1wt.％Zn-0.35wt.％Mn合金(简写为AZ91合金)，对三种铸件进行了组织和力学性能的对比。结果表明，离心铸件的晶粒组织明显细化，力学性能明显优于其他两种铸件。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、能谱成分分析(DEX)研究了AZ91合金的显微组织相组成，三种铸件凝固组织具有相同的相组成，基体相α-Mg相、第二相是β-Mg17Al12相和AlMn相。离心铸件的元素分布比砂型铸件和金属型铸件均匀。三种铸件热处理后的塑性特征明显，延伸率优于铸态铸件。