【摘要】：在Mg-6Zn合金中添加0.6%、1%和2%Ce(質(zhì)量分數(shù)),聯(lián)合往復擠壓和低溫正擠壓細化Mg-Zn-Ce合金組織,利用X射線衍射、光學顯微鏡、掃描電鏡和透射電鏡分析合金中相組成和組織演化,測試合金的室溫力學性能。結果表明:Mg-6Zn-0.6Ce合金中主要化合物為Mg_4Zn_7相,Mg-6Zn-1Ce和Mg-6Zn-2Ce合金中主要化合物為T-(MgZn)_(12)Ce相。往復擠壓合金經(jīng)動態(tài)再結晶而細化,晶粒尺寸隨Ce添加量增加而變小,分別為20.6μm、16.5μm和9.1μm。低溫正擠壓時,合金再次發(fā)生動態(tài)再結晶而再次細化,晶粒尺寸分別為2.0μm、8.6μm和1.9μm。Mg-6Zn-0.6Ce合金力學性能最佳,屈服強度、抗拉強度和伸長率分別為266.4 MPa、312.4 MPa和12.8%。合金的優(yōu)良性能是由細晶強化、顆粒強化和固溶強化的共同作用造成的。
【圖文】：

3338中國有色金屬學報2015年12月圖1Mg-Zn-Ce合金XRD譜Fig.1XRDpatternsofMg-Zn-Cealloys鑄態(tài)Mg-Zn-Ce合金組織由α-Mg樹枝晶和枝晶間的網(wǎng)狀金屬間化合物(白色區(qū)域)組成(見圖2)，基體晶粒尺寸隨Ce含量增加并沒有明顯細化，平均尺寸約為30μm。用圖形軟件分析發(fā)現(xiàn)金屬間化合物(白色區(qū)域)面積分數(shù)隨Ce含量的增加而變大，Mg-6Zn-0.6Ce、Mg-6Zn-1Ce和Mg-6Zn-2Ce的分別為3.6%、3.8%和5.0%。使用EDX對晶界上化合物進行分析，結果表明，Mg-6Zn-0.6Ce合金化合物EDX譜(見圖2(a′))中ZnLα峰最強，MgKα峰強度中等，，ZnKα和Kβ峰強度較弱，化學成分為Mg-45.7%Zn-0.8%Ce(摩爾分數(shù))。EDX分析中當顆粒尺寸較小時基體對測試結果有較大影響，Zn的真實含量應高于45.7%，結合相關文獻和XRD分析結果可以確定化合物可能為Mg4Zn7相。Mg-6Zn-圖2鑄態(tài)Mg-Zn-Ce合金SEM像和金屬間化合物EDX譜Fig.2SEMimagesandEDXspectraofintermetallicsinMg-Zn-Cealloys:(a),(a′)Mg-6Zn-0.6Ce;(b),(b′)Mg-6Zn-1Ce;(c),(c′)Mg-6Zn-2Ce

第25卷第12期楊文朋，等：Ce對往復擠壓低溫正擠壓Mg-Zn-Ce合金組織和力學性能的影響33391Ce合金中化合物EDX譜(見圖2(b′))中ZnLα峰最強，MgKα峰次之，CeLα和Lβ峰較弱，其化學成分為Mg-27.4%Zn-5.6%Ce，與T-(MgZn)12Ce相成分接近。Mg-6Zn-2Ce合金中化合物EDX譜(見圖2(c′))中MgKα峰最強，ZnLα峰次之，其化學成分為Mg-21.8%Zn-5.9%Ce，接近T相成分。與Mg-6Zn-1Ce合金中T相成分相比，Zn含量減少。經(jīng)過往復擠壓，3種合金發(fā)生了充分的動態(tài)再結晶(見圖3)，組織由均勻的等軸晶組成，不存在未再結晶區(qū)域。Mg-6Zn-0.6Ce合金晶粒相對粗大，平均晶粒尺寸為20.6μm。隨著Ce添加量的提高，晶粒尺寸逐漸細化，Mg-6Zn-1Ce合金晶粒平均尺寸為16.5μm。Mg-6Zn-2Ce合金晶粒已細化至9.1μm。鑄態(tài)合金晶界上網(wǎng)狀的金屬間化合物經(jīng)往復擠壓被破碎為細小顆粒，但并未均勻分散，仍呈網(wǎng)狀分布特征。由于最后圖3往復擠壓Mg-Zn-Ce合金組織Fig.3MicrostructuresofreciprocatingextrudedMg-Zn-Cealloys:(a)Mg-6Zn-0.6Ce;(b)Mg-6Zn-1Ce;(c)Mg-6Zn-2Ce的鐓粗作用，破碎顆粒有弱流線分布趨勢，流線方向垂直于擠壓方向。往復擠壓試樣經(jīng)過低溫正擠壓后基體再次發(fā)生了完整的動態(tài)再結晶，組織再次細化(見圖4)。Mg-6Zn-0.6Ce合金晶粒非常細小，平均尺寸為2.0μm。然而低溫正擠壓合金晶粒尺寸演化規(guī)律與往復擠壓合金不同，隨著Ce添加量的提高，晶粒并未進一步細化，反而粗大化。Mg-6Zn-1Ce合金平均晶粒尺寸為8.6μm。當Ce添加量為2%時，晶粒再次明顯細化，平均晶粒尺寸為1.9μm。圖4中灰黑色顆粒為破碎的金屬間化合物顆粒，平行于擠壓方向呈顯著的流線分布特征，化合物顆粒尺寸均在3μm以下，但分布并不均勻。利用TEM觀察顯微組
【作者單位】： 河南理工大學材料科學與工程學院;
【基金】：中國博士后科學基金資助項目(2013M541973) 河南理工大學博士基金資助項目(B2015-14);河南理工大學金屬材料及加工工程學科發(fā)展基金資助項目 河南省礦業(yè)工程重點實驗室開放基金資助項目(MEM14-4)
【分類號】：TG146.22;TG379

【參考文獻】

相關期刊論文 前2條

1 張鑒;張新平;袁廣銀;張松;丁文江;;不同準晶含量Mg-Zn-Gd-Y合金的高溫熱壓縮變形行為[J];中國有色金屬學報;2009年05期

2 吳懿萍;張新明;鄧運來;唐昌平;張騫;仲瑩瑩;;Mg-Gd-Y-Zr合金熱壓縮變形組織及塑性失穩(wěn)判據(jù)[J];中國有色金屬學報;2014年12期

【共引文獻】

相關期刊論文 前1條

1 孫嶺;樊志斌;林小娉;葉杰;關策;楊惠光;;鑄造Mg-6Zn-(1-2)Y合金熱壓縮變形行為[J];鑄造;2014年11期

相關博士學位論文 前2條

1 黃華;Mg-Zn-Gd合金中的納米準晶形成及其改善鎂合金變形能力的作用機制[D];上海交通大學;2014年

2 楊陽;準晶增強Mg-Zn-RE(Y,Gd)合金組織性能研究[D];北京科技大學;2015年

相關碩士學位論文 前1條

1 劉騰;Mg-Zn-Y準晶中間合金制備及其對AZ91合金性能的影響[D];濟南大學;2012年

【二級參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 余琨,黎文獻,王日初,馬正青,趙俊,孟力平;Mg-5.6Zn-0.7Zr-0.8Nd合金高溫塑性變形的熱/力模擬研究[J];金屬學報;2003年05期

2 李慧中;曾敏;梁霄鵬;李洲;劉詠;;粉末冶金Ti-47Al-2Cr-0.2Mo合金的流變行為及加工圖(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2012年04期

3 張新明,彭卓凱,陳健美,鄧運來;耐熱鎂合金及其研究進展[J];中國有色金屬學報;2004年09期

4 黃光勝,汪凌云,陳華,黃光杰,張所全;2618鋁合金的熱變形和加工圖[J];中國有色金屬學報;2005年05期

5 郭強,嚴紅革,陳振華,張輝;AZ31鎂合金高溫熱壓縮變形特性[J];中國有色金屬學報;2005年06期

6 李慶波;葉凡;周海濤;鐘建偉;趙仲愷;王孟君;;Mg-9Y-3Zn-0.5Zr合金的熱變形行為[J];中國有色金屬學報;2008年06期

7 孔凡濤;張樹志;陳玉勇;;Ti-46Al-2Cr-4Nb-Y合金的高溫變形及加工圖[J];中國有色金屬學報;2010年S1期

8 何振波;李慧中;梁霄鵬;尹志民;;Al-Zn-Mg-Sc-Zr合金的熱變形行為及加工圖[J];中國有色金屬學報;2011年06期

9 吳文祥;靳麗;董杰;章楨彥;丁文江;;Mg-Gd-Y-Zr高強耐熱鎂合金的研究進展[J];中國有色金屬學報;2011年11期

10 張新明;吳懿萍;鄧運來;唐昌平;;Mg-Gd-Y-Zr合金熱變形本構方程[J];中國有色金屬學報;2011年12期

本文編號：2526074