形變熱處理對(duì)az80鎂合金組織及性能的影響畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2024-07-21 17:46 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 織圖4 析出相的顯微組織2. 3 時(shí)效對(duì)析出相的影響時(shí)效溫度對(duì)口相的析出有較大的影響, 溫度不同,口相的析出方式也大不相同, 圖5給出了不同溫度時(shí)效后AZ80鎂合金的SEM形貌。AZ80鎂合金在310℃下時(shí)效時(shí), 口相為連續(xù)析出,呈菱形片狀分布于晶內(nèi)隨著時(shí)效溫度降低, 口相開(kāi)始出現(xiàn)不連續(xù)析出, 在晶界形核向晶內(nèi)生長(zhǎng), 而連續(xù)析出則受到較大程度的抑止時(shí)效溫度越低, 連續(xù)析出口相出現(xiàn)的時(shí)間越晚, 數(shù)量越少在150℃時(shí)效初期口相以不連續(xù)的方式析出, 時(shí)效40h后, 才出現(xiàn)連續(xù)析出。另外實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn), 口相連續(xù)析出的同時(shí), 在晶界和部分晶粒內(nèi)部沿直線孿晶圖1a，析出了穎粒狀沉淀相, 這在文獻(xiàn)中還未見(jiàn)報(bào)道, 經(jīng)TEM分析，由于這種析出相只在晶界及孿晶處析出, 它不會(huì)使基體相的晶格常數(shù)發(fā)生突變, 而且總是和菱形片狀連續(xù)析出口相同時(shí)出現(xiàn), 因此把它歸于連續(xù)析出。圖5 不同沮度下時(shí)效后鎂合金的SEM形貌2. 4 固溶時(shí)效處理后鎮(zhèn)合金的性能圖6為不同溫度時(shí)效后鎂合金的強(qiáng)度、延伸率與時(shí)效時(shí)間的關(guān)系, 及不同溫度時(shí)效結(jié)果的比較，由圖可見(jiàn), 在較高溫度310℃ 時(shí)效時(shí), 合金的屈服強(qiáng)度增加較小,抗拉強(qiáng)度反而低于固溶處理后的強(qiáng)度, 這說(shuō)明連續(xù)析出口相對(duì)合金的強(qiáng)化作用較小時(shí)效溫度降低, β相開(kāi)始出現(xiàn)不連續(xù)析出, 時(shí)效后合金的強(qiáng)度逐漸增加,150 ℃時(shí)效128h后抗拉強(qiáng)度增加了20%, 屈服強(qiáng)度也增加了40%。圖6 時(shí)效溫度對(duì)鎂合金性能的影響及結(jié)果比較2. 5 口相對(duì)合金性能的影響較高溫度下時(shí)效時(shí), AZ80鎂合金的強(qiáng)度增加很小,其抗拉強(qiáng)度甚至低于固溶狀態(tài)鎂合金的抗拉強(qiáng)度, 一方面是由于時(shí)效溫度較高, 鋁在鎂中的過(guò)飽和度較小, 因而β相的析出量較少, 另一方面是由于此時(shí)析出的β相中, 連續(xù)析出相所占的比例較大我們知道, 對(duì)合金的強(qiáng)化作用較大的析出相, 它必然能夠阻止可動(dòng)位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng), 而這種析出相往往與基體的主滑移面垂直或呈一定角度而通過(guò)前面的分析可知, 菱形片狀β相與基體的荃面平行而鎂合金中, 主要的滑移系即在基面上, 所以菱形片狀β相對(duì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻礙作用較小, 如圖7a所示,試樣表面的滑移線和孿晶并沒(méi)有受到β相的明顯影響,因此合金的抗拉強(qiáng)度只有少量提高而顆粒狀β相只在晶界及晶內(nèi)孿晶處析出, 而且它與基體沒(méi)有位向關(guān)系, 與基體的界面為非共格界面, 其界面能較高而結(jié)合力較差,鎂合金的變形過(guò)程很容易與基體脫離圖7b, 從而導(dǎo)致裂紋在該處萌生, 并沿晶界迅速擴(kuò)展因此高溫時(shí)效后,合金的杭拉強(qiáng)度反而低于固溶處理后的強(qiáng)度, 而試樣的斷β形貌表現(xiàn)出明顯的沿晶斷裂特征圖7c時(shí)效溫度降低, β相開(kāi)始實(shí)現(xiàn)不連續(xù)析出, 而連續(xù)析出受到較大抑制而不連續(xù)β相除了與墓體基面平行外, 還有部分與羞體基面垂直, 時(shí)效溫度越低, 這部分β相所占比例越大根據(jù)前面的分析, 這種β相對(duì)位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)阻礙作用較大, 如圖8所示，圖8a中圓形不連續(xù)β相實(shí)際為β相的截面周圍塞積了大量位錯(cuò), 而片層狀的不連續(xù)β相則有效地阻止位錯(cuò)進(jìn)一步運(yùn)動(dòng), 因此合金的強(qiáng)度增加較大由于不連續(xù)β相阻止了位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng), 導(dǎo)致位錯(cuò)在該處大量塞積, 應(yīng)力較大, 因此導(dǎo)致裂紋萌生時(shí)效溫度越低, 不連續(xù)β相析出越多, 因此強(qiáng)度越高, 裂紋萌生的地方越多, 導(dǎo)致合金出現(xiàn)大面積的解理斷裂圖8c。圖7 變形后鎂合金表面的形貌及斷口形貌圖8 不連續(xù)口相與位錯(cuò)的作用及斷口形貌2. 6 合金的力學(xué)性能圖9 所示為室溫下測(cè)定的兩組合金經(jīng)熱擠壓及170 ℃不同時(shí)間時(shí)效后的硬度、抗拉強(qiáng)度和延伸率變化。由圖9 可看出, 經(jīng)380 ℃擠壓并時(shí)效后的合金性能略優(yōu)于330 ℃的。與鑄態(tài)合金相比, 擠壓變形大幅度提高了合金的機(jī)械性能, 提高幅度達(dá)100MPa , 但這往往是晶粒細(xì)化和織構(gòu)強(qiáng)化的復(fù)合作用。熱擠壓變形獲得均勻的再結(jié)晶等軸晶粒。對(duì)比兩組合金, 在時(shí)效前期, 試樣A 的抗拉強(qiáng)度幾乎成線性增長(zhǎng), 說(shuō)明在時(shí)效過(guò)程中第二相的連續(xù)析出可能對(duì)性能提高起到了一定作用, 時(shí)效導(dǎo)致抗拉強(qiáng)度提高了40～50 MPa 。與文獻(xiàn)[ 9 ]的數(shù)據(jù)比較可見(jiàn),織構(gòu)的強(qiáng)化效果會(huì)超過(guò)析出強(qiáng)化的效果。試樣B 中由于不連續(xù)析出占主導(dǎo)地位, 使得
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