热处理工艺对Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.6Zr合金组织及性能影响研究

【摘要】镁合金具有密度低、比强度高、电磁屏蔽性好等特点，是装备轻量化的最佳用材，应用于军工航天等领域，对国防安全和民用科技进步具有重大战略意义。Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金由于添加了稀土元素,是一种较好的高强耐热镁合金，但到目前为止，热处理对该合金性能的影响研究甚少。本文针对Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.6Zr合金，采用不同的热处理方法，通过硬度测试、室温拉伸实验、光学显微组织观察（OM）、X衍射分析（XRD）、拉伸断口扫描(SEM)手段，研究不同热处理参数对材料组织和力学性能的影响规律，寻求较为合适的热处理工艺，提高合金的强韧度。首先，把直径为107mm的铸棒，在500℃+8h条件下进行均匀化处理，然后在480℃下进行挤压变形，挤压比为45，得到直径为16mm的圆柱试样。研究分析了挤压变形后的组织与力学性能，发现由于挤压变形以及热变形过程中产生的动态再结晶，晶粒获得了显著的细化，合金的力学性能得到提高：屈服强度（TYS）314MPa、抗拉强度（UTS）392MPa和伸长率7.6%。其次，将挤压态合金分别在200℃、225℃、250℃下进行不同保温时间的T5时效处理，发现随着时效温度的提高，挤压态合金达到T5峰时效的时间缩短，且T5峰时效态的硬度值减小。经T5峰时效处理后，合金的强度均显著提高，延伸率则明显下降。挤压态合金在200℃下T5峰时效处理后的强度最高，其抗拉强度和屈服强度分别可以达到410MPa和320MPa，伸长率达到5.5％。第三，挤压态合金在200℃+38h进行T6时效处理时，但由于合金在固溶处理的过程中发生了静态再结晶，导致位错密度急剧减小,弱化了位错强化的作用,形成了较粗大的再结晶组织，导致材料强度的降低。比较不同热处理工艺发现，挤压态合金经过T6峰时效处理后的强度明显低于T5峰时效合金，说明挤压态合金应采用T5峰时效处理，提高合金强度；在200℃+34h进行T5处理，可得到较高的强度，但塑性价差，225℃+26h进行T5处理，可得到较高的塑性，但强度有所降低。
【作者】贺浩；
【导师】张治民；
【作者基本信息】中北大学，材料加工工程，2014，硕士
【关键词】Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.6Zr；力学性能；时效热处理；显微组织；

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