【摘要】： Mg-Zn-Al(ZA)系列鎂合金具有鑄造性能優(yōu)良、耐熱性能好、成本低等特點,被認為是很有發(fā)展前途的鎂合金系列。低合金化的ZA73鎂合金除了具有ZA系列合金的優(yōu)點外,還具有較低比重,深入研究ZA73鎂合金組織與性能具有較強的實際意義。 本文通過金相(OM)、X-射線衍射分析(XRD)、差熱分析(DSC)、掃描電鏡(SEM+EDS)和透射電鏡(TEM)等實驗手段研究了ZA73及其改性合金鑄態(tài)、熱處理態(tài)、熱模擬后和擠壓態(tài)的顯微組織,并結(jié)合力學性能試驗、熱模擬試驗(Gleeble-1500)研究了顯微組織、力學性能及成形行為間的關系。 研究結(jié)果表明,ZA73鎂合金鑄態(tài)組織中存在大量共晶組織,顯微組織主要由α-Mg相和τ相[Mg32(Al,Zn)49]組成,大部分沿晶界半連續(xù)分布。經(jīng)過固溶和時效處理后,合金中的主要第二相依然為τ相,但形態(tài)、數(shù)量和分布發(fā)生改變:固溶20h后,τ相幾乎全部溶解,但時效后晶界析出較多τ相;固溶50h后時效,晶界析出τ相極少,大部分在晶內(nèi)析出,且尺寸細小。固溶時效后,ZA73鎂合金的室溫力學性能提高,但高溫力學性能降低。 添加稀土Er進行微合金化后,晶界半連續(xù)分布的τ相變?yōu)轭w粒狀或球狀,并且合金中有細小顆粒狀Er-Al化合物生成。半連續(xù)鑄造ZA73鎂合金的室溫力學性能隨著稀土Er含量的增加出現(xiàn)峰值,峰值時稀土Er含量為0.7%。金屬型鑄造ZA73鎂合金的高溫抗拉強度隨著稀土Er含量的增加而增加,伸長率在添加0.4%Er時出現(xiàn)峰值;高溫下拉伸變形,合金的強度并不隨溫度的增高而連續(xù)降低,而是在溫度為150℃拉伸變形時強度出現(xiàn)峰值。 變形溫度和應變速率是影響ZA73及其改性合金流變應力和塑性的關鍵參數(shù):應變速率一定時,流變應力隨溫度的增加而降低;溫度一定時,流變應力隨應變速率的提高而增加。稀土Er的加入可以提高合金低應變速率下變形的熱塑性。在200~250℃范圍內(nèi)變形時,ZA73鎂合金鑄態(tài)枝晶網(wǎng)狀組織特征消失,第二相化合物呈顆粒狀彌散分布于基體中,尺寸明顯細化;300℃變形時,低應變速率下合金組織明顯粗化。細小第二相粒子增多和組織粗化導致合金熱塑性降低。較高的應變速率和較高的溫度有利于合金的熱變形。 在350℃和較高應變速率(約0.1S~(-1))下順利擠出了表面質(zhì)量優(yōu)良的棒材,其抗拉強度達355MPa,延伸率仍保持19%,晶粒尺寸細化至2～7μm。
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：TG146.22
【圖文】：

3圖1.1 金屬鎂的晶體結(jié)構(gòu)Fig1.1 The crystal structure of Magnesium鎂在現(xiàn)代工業(yè)中應用較廣，主要有如下幾個方面[11,13]：① 作為生產(chǎn)難熔金屬如 Ti、Zr、Hf 等的還原劑，也可作為生產(chǎn) Bi、B 的還原劑（BeF2+Mg=Be+MgF2，B2O3+3Mg=2B+3MgO）；② 作為生產(chǎn)球墨鑄鐵的球化劑：生鐵中加鎂，可以使鐵中鱗片狀石墨體球化，生鐵的強度增加 1-3 倍，它的液體流動性增加 0.5~1 倍。③ 作為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鋼的脫硫劑：用顆粒鎂脫去高爐生鐵中的硫，不僅工藝簡單，而且效果好。改善了鋼的可鑄性、延展性、焊接性和沖擊韌性，并且降低了結(jié)構(gòu)件的比重。④ 鎂可用于鉛和錫的脫鉍（生成 Bi2Mg3）；⑤ 用于制取鋁合金：用鎂作為鋁合金的添加劑是鎂的最大用戶

廢氣排放和燃油成本；2.重量減輕可以增加車輛的裝載能力和有效載荷，同時可善剎車和加速性能；3.可以極大改善車輛的噪音、振動現(xiàn)象。此外，鎂合金具有異的變形及能量吸收能力，大大提高了汽車的安全性能；鎂合金壓鑄件具有一成型的優(yōu)勢，可以將原來多種部件組合一次成型，大大提高生產(chǎn)率，同時減少造和裝配誤差，減少部件間的摩擦和振動，降低車輛噪音。

鎂合金 3C 產(chǎn)品最早出現(xiàn)于日本，1998 年，日本廠商開始在各種可攜式商品（如 PDA、手機等）采用鎂合金材質(zhì)。日本東芝便攜式電腦外殼上原先的 ABS塑料件改為鎂合金壓鑄件后，尺寸精度、剛度和散熱性都獲得了改善。索尼數(shù)字式便攜式攝像機殼體已經(jīng)應用了鎂合金薄壁、復雜形狀零件。攝像機鎂合金外殼緊湊、強度高，且手感好。如今運用鎂合金最普遍的 3C 產(chǎn)品是筆記本電腦，也是由日本索尼公司率先推出的。美國芝加哥 White Metal Casting 公司用 AZ91 鎂合金生產(chǎn)的雷達定位器殼體壓鑄件，重量與原先的塑料殼體相等，而其剛性、強度和耐沖擊性均大有改善。在移動通訊方面，將鎂合金用于制造移動電話外殼，可提高移動電話的通訊質(zhì)量，同時還能減少電磁波對人體的傷害。除此之外，采用鎂合金外殼，可以提高剛度和強度，不易摔壞，滿足了輕巧、美觀、實用的要求。圖 1.3 為部分鎂合金 3C 產(chǎn)品。

【引證文獻】

相關博士學位論文 前1條

1 馮凱;Mg-Zn-Al新型鎂合金開發(fā)及半固態(tài)觸變成形[D];蘭州理工大學;2013年

本文編號：2764781