PDF《Y 对ZA84 镁合金显微组织和力学性能的影响》

用DNS100 型电子万能试验机测试合金的抗拉强度, 且拉伸速度 0.5mm/min. 表1各种试验合金的化学组成成分 Table

1 The chemical composition of various alloys Alloy No. Zn Al Mn Y Be Mg 1# 8.0 4.0 0.3 - Bal. 2# 8.0 4.0 0.3 0.5 Bal. 3# 8.0 4.0 0.3 1.0 Bal. 4# 8.0 4.0 0.3 1.5 Bal.

3 试验结果 3.1 显微组织 根据Mg-Zn-Al三元合金相图[8] , 结合文献[7] 的分析结论, 可知ZA84镁合金的铸态显微组 织主要由α-Mg相、τ-Mg32(Al,Zn)49相以及φ-Al2Mg5Zn2相组成.合金中Mn添加主要是为了减 少含铁量,因为Mn和Fe可生成化合物沉积而除去Fe.由于本试验采用金属型浇注,冷却速 度相对较快,发生非平衡凝固.在凝固的过程中,随着α-Mg相的形成,剩余液相所含的Zn、 Al的量逐渐增加.随着温度的进一步降低剩余液相的成分达到共晶成分,则发生共晶转变, 形成分布于晶界的τ-Mg32(Al,Zn)49相和φ-Al2Mg5Zn2相. 图1ZA84 镁合金在不同 Y 含量下的显微组织 Fig.1. The microstructures of ZA84 magnesium alloy with different Y additions (a)0Y (b)0.5%Y (c)1.0%Y (d) 1.5%Y 图1(a)~(d)是不同Y含量下的ZA84镁合金铸态组织图.图(a)显示,在未添加Y的ZA84 镁合金中,其铸态组织比较粗大,析出的三元相τ-Mg32(Al,Zn)49呈半连续网状以及颗粒状, 另一种三元相φ-Al2Mg5Zn2则为块状.这两种强化相大部分连续地分布在枝晶界处,少量以 颗粒状分布在枝晶界或晶内.由图(b)~(d)可以看出,随稀土元素Y的加入,合金的铸态组织 的变化趋势为先细化后粗化.当添加到0.5%Y时,组织得到很大程度的细化(见图1(b)),几 乎所有的半连续网状结构均断裂为孤岛状或颗粒状.而后,随Y含量的继续增加,合金铸态 组织逐渐粗化, 断裂的孤岛状结构开始变得连续、 或半连续状, 直到Y含量为1.5%时的粗大、 连续组织(见图1(d)).Y含量为1.0%时,合金组织中有块状新相生成,且其数目随Y含量的增 加而增多. 图2为ZA84镁合金在不同Y含量(

0、 0.5%、 1.0%)下的XRD图谱, 由图2(a)可以看出, ZA84 试验合金的铸态组织由α-Mg相、τ-Mg32(Al,Zn)49相以及φ-Al2Mg5Zn2相组成.当Y含量为0.5% 时,图谱2(b)中显示,合金中φ-Al2Mg5Zn2相的峰值强度减弱,说明其数目随Y含量的增加而 减少.同时,α-Mg相的强峰位置发生小角度偏转,这说明少量Y加入合金中,主要以固溶的 a b c d 50μm http://www.paper.edu.cn -3- 中国科技论文在线 形式存在,由于Y的溶入,导致合金晶格发生畸变,从而使得其相的强峰位置发生偏转.随 Y添加量的继续增加,图谱2(c)中在其他位置出现新的波峰,即说明Y含量为1.0%时,合金 中形成了新相ψ,而其他相的类型、数目并无多大变化. 图2添加不同含量 Y 的ZA84 镁合金 XRD 图谱 Fig.2. XRD patterns of ZA84 magnesium alloy with different Y additions (a)0Y (b)0.5%Y (c)1.0%Y 图3为1.0%Y含量试验合金的SEM显微组织, 表2为A点能谱分析结果. 由

图表可以看出, 当Y含量为1.0%时,合金中存在的块状新相,其各种元素含量通过EDS测定,且数据列于下 表,经计算可知,新相ψ的分子式接近为Mg50Al10Zn3Y37. 图3添加 1.0%Y 后ZA84 合金的 SEM 照片 Fig.3 SEM micrographs and EDS result of ZA84 magnesium alloy with 1.0% Y addition 表2添加 1.0%Y 后ZA84 合金的 A 点EDS 能谱分析 Table

2 The EDS result of A point in ZA84 magnesium alloy with 1.0% Y addition 组成成分,ω/% 测试点 Mg Al Zn Y 估计分子式 A 50.35 9.52- 3.07 37.06 Mg50Al10Zn3Y37 A

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