【摘要】：在Mg-6Zn合金中添加0.6%、1%和2%Ce(質(zhì)量分?jǐn)?shù)),聯(lián)合往復(fù)擠壓和低溫正擠壓細(xì)化Mg-Zn-Ce合金組織,利用X射線(xiàn)衍射、光學(xué)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(cè)試合金的室溫力學(xué)性能。結(jié)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(mén)-(MgZn)_(12)Ce相。往復(fù)擠壓合金經(jīng)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶而細(xì)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(shí),合金再次發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶而再次細(xì)化,晶粒尺寸分別為2.0μm、8.6μm和1.9μm。Mg-6Zn-0.6Ce合金力學(xué)性能最佳,屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率分別為266.4 MPa、312.4 MPa和12.8%。合金的優(yōu)良性能是由細(xì)晶強(qiáng)化、顆粒強(qiáng)化和固溶強(qiáng)化的共同作用造成的。
【圖文】：

3338中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào)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(shù)枝晶和枝晶間的網(wǎng)狀金屬間化合物(白色區(qū)域)組成(見(jiàn)圖2)，基體晶粒尺寸隨Ce含量增加并沒(méi)有明顯細(xì)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?jǐn)?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(duì)晶界上化合物進(jìn)行分析，結(jié)果表明，Mg-6Zn-0.6Ce合金化合物EDX譜(見(jiàn)圖2(a′))中ZnLα峰最強(qiáng)，MgKα峰強(qiáng)度中等，，ZnKα和Kβ峰強(qiáng)度較弱，化學(xué)成分為Mg-45.7%Zn-0.8%Ce(摩爾分?jǐn)?shù))。EDX分析中當(dāng)顆粒尺寸較小時(shí)基體對(duì)測(cè)試結(jié)果有較大影響，Zn的真實(shí)含量應(yīng)高于45.7%，結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)和XRD分析結(jié)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(duì)往復(fù)擠壓低溫正擠壓Mg-Zn-Ce合金組織和力學(xué)性能的影響33391Ce合金中化合物EDX譜(見(jiàn)圖2(b′))中ZnLα峰最強(qiáng)，MgKα峰次之，CeLα和Lβ峰較弱，其化學(xué)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(jiàn)圖2(c′))中MgKα峰最強(qiáng)，ZnLα峰次之，其化學(xué)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(guò)往復(fù)擠壓，3種合金發(fā)生了充分的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶(見(jiàn)圖3)，組織由均勻的等軸晶組成，不存在未再結(jié)晶區(qū)域。Mg-6Zn-0.6Ce合金晶粒相對(duì)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(xì)化，Mg-6Zn-1Ce合金晶粒平均尺寸為16.5μm。Mg-6Zn-2Ce合金晶粒已細(xì)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(fù)擠壓被破碎為細(xì)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(fù)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(xiàn)分布趨勢(shì)，流線(xiàn)方向垂直于擠壓方向。往復(fù)擠壓試樣經(jīng)過(guò)低溫正擠壓后基體再次發(fā)生了完整的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，組織再次細(xì)化(見(jiàn)圖4)。Mg-6Zn-0.6Ce合金晶粒非常細(xì)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(fù)擠壓合金不同，隨著Ce添加量的提高，晶粒并未進(jìn)一步細(xì)化，反而粗大化。Mg-6Zn-1Ce合金平均晶粒尺寸為8.6μm。當(dāng)Ce添加量為2%時(shí)，晶粒再次明顯細(xì)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(xiàn)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(guān)察顯微組
【作者單位】： 河南理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院;
【基金】：中國(guó)博士后科學(xué)基金資助項(xiàng)目(2013M541973) 河南理工大學(xué)博士基金資助項(xiàng)目(B2015-14);河南理工大學(xué)金屬材料及加工工程學(xué)科發(fā)展基金資助項(xiàng)目 河南省礦業(yè)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金資助項(xiàng)目(MEM14-4)
【分類(lèi)號(hào)】：TG146.22;TG379

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本文編號(hào)：2526074