鎂合金作為21世紀(jì)最有發(fā)展?jié)摿Φ慕Y(jié)構(gòu)材料,其研究和應(yīng)用越來(lái)越受到材料學(xué)界和工業(yè)學(xué)界的關(guān)注。Mg-6Al-0.5Mn合金因具有優(yōu)良的塑韌性,成為應(yīng) 用廣泛的鑄造鎂合金,但這種合金的強(qiáng)度較低。Si加入鎂合金中能形成硬度和熔點(diǎn)較高的Mg2Si相(1085℃),在提高合金耐熱性方面有著重要的應(yīng)用價(jià) 值;但由于鎂合金中的Mg2Si相往往呈粗大的漢字型,使合金室溫力學(xué)性能降低。Ca是提高鎂合金性能的重要合金元素,且少量的Ca加入到含Si的鎂合金 中可以對(duì)Mg2Si起到變質(zhì)作用,使粗大的Mg2Si轉(zhuǎn)變成規(guī)則的多邊形狀,從而提高合金的力學(xué)性能。本文直接將Si-Ca合金加入到AM60鎂合金中, 制備了Mg-6Al-0.5Mn-1.8Si-0.3Ca鎂合金,研究熱處理工藝對(duì)合金組織和性能的影響。
以工業(yè)純Mg、Al、Zn和Al-10Mn、Si-Ca合金為原材料,在井式坩堝爐中熔煉,用CO2+SF6混合氣體作為保護(hù)氣體。熱處理設(shè)備為 SX-4-10型箱式電阻爐,溫控設(shè)備為KSW電爐溫度控制器,控溫精度±2K,固溶處理溫度410℃,保溫時(shí)間分別為12、24、36、48、60和 72h,水淬;時(shí)效溫度205℃,時(shí)效時(shí)間分別為6、8、12、16、18和24h,空冷。為了避免合金在熱處理處理時(shí)的氧化或燃燒,固溶處理和時(shí)效處理 時(shí)試樣均用Al2O3粉末包覆。
Mg-6Al-0.5Mn-1.8Si-0.3Ca合金經(jīng)12h以上固溶處理后,β-Mg17Al12相全部溶解到基體中,而Mg2Si相表現(xiàn)出良好 的耐熱性,變化不明顯。隨固溶處理時(shí)間的延長(zhǎng),合金的晶粒逐漸增大,但在48h內(nèi)并不明顯,合金的顯微硬度較鑄態(tài)有明顯的提高,在48h固溶處理后,顯微 硬度較鑄態(tài)提高了約20%。經(jīng)時(shí)效處理后,Mg-6Al-0.5Mn-1.8Si -0.3Ca合金沿晶界析出第二相,起到晶界強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化的作用。固溶處理時(shí)間延長(zhǎng)能夠延緩在后續(xù)時(shí)效處理中第二相的析出。

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