论文摘要
镁合金具有密度小、比强度高及良好的铸造、减震等性能,是目前实际工程应用中最轻的金属材料之一。但现在使用的各种镁合金材料,其力学性能普遍较低,这在很大程度上限制了镁合金的应用。因此,高性能镁合金的研究与开发具有广阔的空间。本论文试验了Mg-8%Al-（0-4）%Ga镁合金和Mg-（8-12）%Al-2%Ga镁合金。通过对其在铸态、热处理态、轧制态下显微组织的观察与分析及其力学性能的测试,研究了添加不同含量Ga元素对Mg-Al合金微观组织和力学性能的影响以及热处理和轧制处理对Mg-8%Al-2%Ga合金显微组织及力学性能的影响,并初步探讨了其强化机制。研究结果表明:在镁铝合金中加入Ga元素,可明显地改善其铸态组织,β相由沿晶界断续网状分布变为块状分布,β相上的孔洞消失并得到细化;能谱分析表明,Ga元素在镁铝合金中分布不均匀,主要存在于β相及β相边缘处;X光衍射分析表明,当Ga元素的含量达到4%时,测出在合金中形成了Ga2Mg新相;力学性能测试结果表明,Ga元素的加入,使合金的室温拉伸力学性能得到显著提高;对Mg-8%Al和Mg-8%Al-2%Ga镁合金进行415℃不同时间固溶处理和168℃不同时间时效处理,并测试相应的硬度值,得出二者的最佳热处理工艺为:415℃固溶2h+168℃时效16h;最佳热处理工艺处理后,Mg-8%Al-2%Ga合金的屈服强度为191.6MPa、抗拉强度为288.0MPa、伸长率为4.7%;对Mg-8%Al和Mg-8%Al-2%Ga镁合金进行轧制处理后,合金的硬度值有所提高,通过对微观组织观察发现合金经过轧制后出现大量孪晶,表明轧制变形主要以孪生的方式进行,同时,合金经轧制后时效时在晶界和孪晶界处出现连续析出的颗粒状β相,并且随着时效时间增加,析出物数量增加、尺寸变大。断口分析表明:Mg-Al-Ga合金的微观断口形貌均为解理与准解理,并有少量韧窝,但在相同铝含量条件下,加入Ga元素的合金韧窝所占的比重较大,说明Ga可以提高镁铝合金的韧性;固溶与固溶+时效处理后的微观断口形貌仍以解理与准解理为主。