Sb元素对铸造Mg-6Zn-Y-0.6Zr合金显微组织和力学性能的影响

论文摘要

以Mg-6Zn-Y-0.6Zr为试验合金,通过向合金中添加元素Sb,研究Sb元素对合金显微组织和力学性能的影响,以及元素Sb在合金组织中的分布和存在形式。分析Sb元素对合金热稳定性的影响,并研究了固溶处理对合金组织和性能的影响,优化Sb元素的含量并且分析其不同状态下的组织及性能。随着Sb元素加入量的增加,合金组织中的析出物形貌发生明显变化,晶界上粗大呈网状的析出物被破坏,析出物尺寸明显变小,逐渐变成了条状、颗粒状的析出物弥散分布于组织中。当Sb含量超过2.0wt.%时,析出物颗粒又开始长大。Mg-6Zn-Y-0.6Zr合金在添加Sb元素后的力学性能尤其是延伸率得到显著改善,其中1.0wt.%Sb合金在普通砂型铸造下获得的抗拉强度为217.22MPa、延伸率为13.14%。但Sb含量进一步增加时,由于析出物颗粒尺寸变大,合金强度和塑性也随之下降。采用分别在200℃、300℃长时间退火的方法研究含Sb析出相对合金热稳定性的影响,在加入量较低时作用效果较弱,当Sb含量大于1.0wt.%时合金组织仍能保持细小析出物的结构,同时力学性能也能保持相对的稳定性;经过对析出物的相组成分析,对热稳定性起主要作用的含Sb相是Mg3Sb2相。固溶处理后,各成分下的合金强度普遍得以明显提升,而1.0wt.%Sb合金在不同状态时均能保持良好的综合力学性能;进行400℃和460℃的固溶处理对比分析,1.0wt.%Sb合金在400℃固溶处理时保持较高延伸率（12.59%）的同时抗拉强度达到253.89MPa;而在460℃的固溶处理后,组织中析出物颗粒发生长大且有部分明显球化,同时合金屈服强度得到显著提高,但伴随着延伸率的大幅度下降。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究目的和意义
• 1.2 镁锌系合金的发展
• 1.2.1 Mg-Zn 二元合金
• 1.2.2 Mg-Zn-Zr 合金
• 1.2.3 Mg-Zn-RE-Zr 合金
• 1.3 Sb 对镁合金的作用
• 1.3.1 Sb 在Mg-Al 系合金中的应用
• 1.3.2 Sb 对Mg-Zn 合金的应用
• 1.4 镁合金的热处理
• 1.4.1 镁合金热处理基本类型
• 1.4.2 关于Mg-Zn 系合金的热处理
• 1.5 研究的主要内容
• 第2章 试验过程及研究方法
• 2.1 试验合金成分设计
• 2.2 合金的熔炼工艺
• 2.3 热处理工艺的制定
• 2.4 力学性能测试
• 2.5 显微组织观察及金相分析方法
• 第3章 Sb 对铸态合金显微组织及力学性能的影响
• 3.1 引言
• 3.2 Sb 对Mg-6Zn-Y-0.6Zr 合金铸态组织的影响
• 3.3 加Sb 后合金铸态组织的相变化
• 3.4 Sb 元素在合金组织中的分布
• 3.5 Sb 元素对Mg-6Zn-Y-0.6Zr 合金铸态力学性能的影响
• 3.5.1 拉伸性能分析
• 3.5.2 断裂行为分析
• 3.6 本章小结
• 第4章 热处理对合金显微组织及力学性能的影响
• 4.1 引言
• 4.2 Sb 对Mg-6Zn-Y-0.6Zr 合金组织热稳定性的影响
• 4.2.1 退火处理后合金显微组织的变化
• 4.2.2 退火处理后合金析出相的变化
• 4.2.3 退火处理后合金力学性能的变化
• 4.3 固溶处理对合金组织及性能的影响
• 4.3.1 固溶处理工艺规范的设计
• 4.3.2 固溶处理对合金显微组织的影响
• 4.3.3 固溶处理对合金力学性能的影响
• 4.4 热处理对Mg-6Zn-Y-0.6Zr-Sb 合金组织性能的影响
• 4.4.1 不同温度下固溶处理对合金显微组织的影响
• 4.4.2 不同温度下固溶处理对合金力学性能的影响
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢