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  • 热处理和挤压加工对MgSmZnZr合金组织和性能的影响范文

    时间:2017-12-20 09:40:10 作者:知网查重入口 已阅读:


     

    镁合金其它结构材料相比具有比强度高、密度、导热性好优点,已逐渐成为研究的热点研究发现,镁合金中加入微量稀土元素可以提高合金的力学性能和改善铸造性能其中Sm铈族稀土元素在镁中固溶度最大的,可以很好的起到固溶强化和析出强化的效果,因此Mg-Sm合金为基础有望开发出高性能的稀土镁合金,加入Zn元素和Zr元素使合金强度进一步提升。本文Mg-5.0Sm-0.6Zn-0.5Zr(wt.%)合金为研究对象,对铸态合金通过尝试性固溶试验确定合金的最佳固溶处理温度,采用正交设计的方法,考察了固溶时间、时效温度和时效时间对合金各指标的影响,优化了合金热处理工艺同时合金进行挤压加工和时效处理,探讨了不同的加工工艺对合金微观组织散热性能和力学性能的影响得出以下几点主要结论:

    (1) 铸态及热处理态Mg-5.0Sm-0.6Zn-0.5Zr(wt.%)合金的组织和性能

    铸态Mg-5.0Sm-0.6Zn-0.5Zr(wt.%)合金主要Mg基体和共晶第二相Mg41Sm5构成形状不规则的第二相主要分布在晶界。热处理后,在基体内部出现团聚状的富Zr区域固溶试验表明,铸态Mg-5.0Sm-0.6Zn-0.5Zr(wt.%)合金最佳固溶处理温度为520˚C

    热处理和挤压加工对MgSmZnZr合金组织和性能的影响范文

    试验中对合金散热性能影响顺序为时效时间>时效温度>固溶时间通过正交分析得到合金获得较散热性能的工艺为520˚C×4h180˚C×40h 对热处理态各试样力学性能的极差与方差分析表明时效温度对合金力学性能各指标影响最为显著该合金获得较好综合力学性能的最优热处理工艺520˚C×8h200˚C×10h。综合散热性能和力学性能的正交分析,得铸态合金获得最优综合性能的热处理工艺520˚C×4h200˚C×40h

    (2) 挤压及热处理Mg-5.0Sm-0.6Zn-0.5Zr(wt.%)合金的组织和性能

    挤压加工后合金的晶粒得到了大幅细化。挤压的合金组织在沿着挤压方向上观察到由第二相Mg41Sm5组成的挤压变形带。在时效处理后,合金晶粒略有增大,但变化很小。

    挤压加工能有效提升合金的散热性能,在本文所选范围内,挤压比越高,散热性能提升越明显。挤压后的合金进行200˚C×24h时效处理后,合金散热性能进一步提升。挤压比35时效态镁合金散热性能最佳。合金在挤压加工后力学性能有了明显的提高,整体上随着挤压比的增大,合金力学性能越好。对挤压后的合金进行200˚C×24h时效处理后,合金抗拉强度和屈服强度进一步提高,但其延伸率会有一定的降低综合对比,挤压比35时效态镁合金力学性能最佳不同状态下的合金室温拉伸试验的断口形貌表明铸态合金的断裂方式主要是准解理断裂,而挤压加工后断裂方式主要为韧窝断裂

     (3) 综合对比铸态、热处理态、不同挤压比的挤压态及挤压热处理合金,得出经过挤压比35挤压加工+200˚C×24h人工时效处理镁合金综合性能最佳,此时的镁合金热导率为120.50W(mk)-1抗拉强度245MPa,屈服强度为193MPa,延伸率15.2%

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