采用熔煉工藝制備了Mg-2.0Zn-0.2Ca與Mg-2.0Zn-0.2Ca-2Y合金,研究了兩種合金的鑄態(tài)組織及力學(xué)性能。結(jié)果表明,Y元素的添加細(xì)化了Mg-2.0Zn-0.2C合金的鑄態(tài)組織。Mg-2.0Zn-0.2Ca合金主要由α-Mg與少量Mg7Zn3相組成,添加2wt%的Y后,改變了Zn在Mg基體中的固溶度,降低了其固溶強(qiáng)化效果,同時組織中形成了I相和W相。添加Y元素后,合金的規(guī)定塑性延伸強(qiáng)度升高,從41.0 MPa升高到50.6 MPa;伸長率降低,從12.6%降低到4.0%。 

【文章來源】：金屬熱處理. 2020,45(10)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

鑄態(tài)合金拉伸試樣尺寸

圖3為Mg-2.0Zn-0.2Ca與Mg-2.0Zn-0.2Ca-2Y合金SEM圖片，表1中列出了圖3中各點(diǎn)所示兩種合金中第二相的成分。從圖3可以看出，Mg-2Zn-0.2Ca合金中第二相很少，呈顆粒狀，零星地分布于基體上。添加Y后，Mg-2.0Zn-0.2Ca-2Y合金中第二相含量增多，沿晶界析出大量的第二相，晶粒內(nèi)部也存在部分顆粒狀的第二相。本研究設(shè)計材料中Ca含量僅占0.2%，大部分都固溶在α-Mg基體里，剩余微量的Ca元素與Mg形成二元相分布在基體上，Ca元素不與Mg、Zn和Y發(fā)生相變反應(yīng)。結(jié)合Mg-Zn相圖，當(dāng)Zn含量為2.0%時，Mg-Zn合金凝固點(diǎn)大約在640℃。當(dāng)合金在600℃及以上凝固時，Zn在α-Mg中的最大固溶度為2.4%，因此Mg-2.0Zn-0.2Ca合金中大部分的Zn固溶在了鎂基體中，形成過飽和固溶體。少量的Zn元素與Mg反應(yīng)生成Mg7Zn3相，呈顆粒狀，零散分布在基體上，如圖3(a)中A點(diǎn)處。

依據(jù)Mg-Zn-Y三元相圖，因為Zn和Y之間的相互作用，Zn和Y在α-Mg基體中的固溶度下降很多，多余的Zn和Y元素與Mg反應(yīng)生成三元共晶相。目前的研究結(jié)果表明，Zn/Y質(zhì)量比對Mg-Zn-Y三元共晶相的生成有很大影響。當(dāng)Zn/Y質(zhì)量比為4.38時，容易生成I相(二十面體準(zhǔn)晶結(jié)構(gòu)，準(zhǔn)周期序列);當(dāng)為1.10時，容易生成W相(立方結(jié)構(gòu))。Mg-Zn-Y三元共晶相大部分集中在晶界，當(dāng)Y含量增大時，Mg-Zn-Y三元共晶相增加，晶界變粗，使晶界更容易被觀察到。鑄態(tài)合金中I相和W相的形貌不同，很容易分辨出來。I相一般分布在晶界三角交叉口處，片層狀結(jié)構(gòu)，如圖3中B處;而W相一般分布在兩晶粒間晶界上，如圖3中C處。當(dāng)Y含量為2.0%時，Zn/Y質(zhì)量比為1，接近1.10，更容易生成W相。從Mg-2.0Zn-0.2Ca-2%Y合金的組織形貌中可以明顯觀察到I相和W相的存在。表1中各點(diǎn)能譜分析結(jié)果，與理論分析基本吻合。即隨著Y的增加，第二相含量逐漸增多，主要為I相和W相，且大部分分布在晶界，不再呈顆粒狀零散地分布在基體上。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3223804