采用電磁感應(yīng)熔煉制備了Mg-8Zn-0.5Cu-xMn系列合金,探究了Mn含量對合金組織和性能的影響。結(jié)果表明,鑄態(tài)合金組織主要為α-Mg+MgZn₂和MgZnCu相,經(jīng)過固溶處理后大部分Zn元素被固溶進基體,在晶界處殘留少量Mg（Zn,Cu）₂相,經(jīng)雙級時效處理后第二相分布更為致密。隨著Mn含量提高,合金晶粒尺寸明顯細化。隨著Mn含量增加至1%,合金中Mn元素團聚成富Mn顆粒。時效態(tài)的Mg-8Zn-0.5Cu-0.5Mn合金表現(xiàn)出良好的綜合性能,其屈服強度、抗拉強度和伸長率分別為130MPa、228MPa和6.8%。 

【文章來源】：特種鑄造及有色合金. 2020,40(10)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

Mg-8Zn-0.5Cu-xMn鑄態(tài)和時效態(tài)的斷口SEM

圖1為鑄態(tài)和時效態(tài)Mg-8Zn-0.5Cu-xMn合金的金相組織�？梢钥闯觯辖鹬饕蓸渲畹摩�-Mg固溶體、金屬間化合物和一些難溶性顆粒組成，并在枝晶間和晶界處分布著共晶組織。從圖1a可以看出，組織形貌為花瓣狀，且花瓣分布無規(guī)律，在晶界周圍存在第二相。從圖1c可以看出，當Mn含量為0.5%時，合金晶粒尺寸更加細小，顯微組織比較均勻且呈網(wǎng)格狀，這種組織由于晶粒均勻，會使位錯的滑移路程減小，從而更容易協(xié)調(diào)相鄰的位錯源[11]，能獲得更好的力學(xué)性能。從圖1e可以看出，晶粒的尺寸雖然更加細小，但是組織并不均勻。從圖1b可以看出，未添加Mn的合金在熱處理后大部分第二相都溶入了基體，僅在晶界處存有少量細小顆粒狀和塊狀相。當Mn含量增加至0.5%，晶界處的第二相明顯增多，見圖1d，呈現(xiàn)均勻分布的狀態(tài)，晶界尺寸變小。當Mn含量增加至1%，晶界處分布著大量雜亂的第二相和難溶性顆粒，見圖1f。因此，可以看出Mn元素的添加能細化晶粒尺寸，并且影響第二相的形貌和分布。

圖2為Mg-8Zn-0.5Cu-0.5Mn合金鑄態(tài)和時效態(tài)的XRD圖譜�？梢钥闯觯T態(tài)合金中第二相主要為MgZn2和MgZnCu，經(jīng)過固溶和時效處理后，MgZn2相大量固溶進基體中，剩余少量MgZn2與MgCu2同時存在，用Mg(Zn,Cu)2表示。Mg-Zn-Cu合金的共晶組織包含更多的MgZn2相和較少的MgZnCu相，其中在鑄態(tài)時Cu主要以MgZnCu相的形式存在于晶界。圖3和表2為不同Mn含量的合金在鑄態(tài)以及時效態(tài)的SEM和EDS分析結(jié)果�？梢钥闯�，合金中第二相主要以樹枝狀形態(tài)分布在晶界處，晶內(nèi)存在少量粒狀第二相。結(jié)合XRD物相分析，確定了其主要存在的物相為α-Mg、MgZn2和MgZnCu。根據(jù)EDS檢測結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，在鑄態(tài)合金共晶組織中含有更多的MgZn2和較少的MgZnCu，其中Cu元素總體上以MgZnCu的形式存在。研究表明，MgZnCu相分散在晶粒內(nèi)部，并限制位錯運動以增強合金基體強度[11]；而在α-Mg晶界處的MgZnCu相以不連續(xù)網(wǎng)狀分布，防止晶界滑移從而強化晶界，改善合金的力學(xué)性能。然而，晶界周圍聚集著過多的MgZnCu相，這導(dǎo)致了合金成分分布雜亂不均衡，導(dǎo)致其力學(xué)性能下降。此外，隨著Mn元素添

【參考文獻】：
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