形變熱處理對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 本頁面
【文章內容簡介】 織圖4 析出相的顯微組織2. 3 時效對析出相的影響時效溫度對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給出了不同溫度時效后AZ80鎂合金的SEM形貌。AZ80鎂合金在310℃下時效時, 口相為連續(xù)析出,呈菱形片狀分布于晶內隨著時效溫度降低, 口相開始出現(xiàn)不連續(xù)析出, 在晶界形核向晶內生長, 而連續(xù)析出則受到較大程度的抑止時效溫度越低, 連續(xù)析出口相出現(xiàn)的時間越晚, 數量越少在150℃時效初期口相以不連續(xù)的方式析出, 時效40h后, 才出現(xiàn)連續(xù)析出。另外實驗中還發(fā)現(xiàn), 口相連續(xù)析出的同時, 在晶界和部分晶粒內部沿直線孿晶圖1a，析出了穎粒狀沉淀相, 這在文獻中還未見報道, 經TEM分析，由于這種析出相只在晶界及孿晶處析出, 它不會使基體相的晶格常數發(fā)生突變, 而且總是和菱形片狀連續(xù)析出口相同時出現(xiàn), 因此把它歸于連續(xù)析出。圖5 不同沮度下時效后鎂合金的SEM形貌2. 4 固溶時效處理后鎮(zhèn)合金的性能圖6為不同溫度時效后鎂合金的強度、延伸率與時效時間的關系, 及不同溫度時效結果的比較，由圖可見, 在較高溫度310℃ 時效時, 合金的屈服強度增加較小,抗拉強度反而低于固溶處理后的強度, 這說明連續(xù)析出口相對合金的強化作用較小時效溫度降低, β相開始出現(xiàn)不連續(xù)析出, 時效后合金的強度逐漸增加,150 ℃時效128h后抗拉強度增加了20%, 屈服強度也增加了40%。圖6 時效溫度對鎂合金性能的影響及結果比較2. 5 口相對合金性能的影響較高溫度下時效時, AZ80鎂合金的強度增加很小,其抗拉強度甚至低于固溶狀態(tài)鎂合金的抗拉強度, 一方面是由于時效溫度較高, 鋁在鎂中的過飽和度較小, 因而β相的析出量較少, 另一方面是由于此時析出的β相中, 連續(xù)析出相所占的比例較大我們知道, 對合金的強化作用較大的析出相, 它必然能夠阻止可動位錯的運動, 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相對位錯運動的阻礙作用較小, 如圖7a所示,試樣表面的滑移線和孿晶并沒有受到β相的明顯影響,因此合金的抗拉強度只有少量提高而顆粒狀β相只在晶界及晶內孿晶處析出, 而且它與基體沒有位向關系, 與基體的界面為非共格界面, 其界面能較高而結合力較差,鎂合金的變形過程很容易與基體脫離圖7b, 從而導致裂紋在該處萌生, 并沿晶界迅速擴展因此高溫時效后,合金的杭拉強度反而低于固溶處理后的強度, 而試樣的斷β形貌表現(xiàn)出明顯的沿晶斷裂特征圖7c時效溫度降低, β相開始實現(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, 時效溫度越低, 這部分β相所占比例越大根據前面的分析, 這種β相對位錯的運動阻礙作用較大, 如圖8所示，圖8a中圓形不連續(xù)β相實際為β相的截面周圍塞積了大量位錯, 而片層狀的不連續(xù)β相則有效地阻止位錯進一步運動, 因此合金的強度增加較大由于不連續(xù)β相阻止了位錯的運動, 導致位錯在該處大量塞積, 應力較大, 因此導致裂紋萌生時效溫度越低, 不連續(xù)β相析出越多, 因此強度越高, 裂紋萌生的地方越多, 導致合金出現(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)口相與位錯的作用及斷口形貌2. 6 合金的力學性能圖9 所示為室溫下測定的兩組合金經熱擠壓及170 ℃不同時間時效后的硬度、抗拉強度和延伸率變化。由圖9 可看出, 經380 ℃擠壓并時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械性能, 提高幅度達100MPa , 但這往往是晶粒細化和織構強化的復合作用。熱擠壓變形獲得均勻的再結晶等軸晶粒。對比兩組合金, 在時效前期, 試樣A 的抗拉強度幾乎成線性增長, 說明在時效過程中第二相的連續(xù)析出可能對性能提高起到了一定作用, 時效導致抗拉強度提高了40～50 MPa 。與文獻[ 9 ]的數據比較可見,織構的強化效果會超過析出強化的效果。試樣B 中由于不連續(xù)析出占主導地位, 使得
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