ax系耐热镁合金的研究

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1、摘要AX系耐热镁合金的研究镁合金具有高比强度和比刚度，良好的切削加工性能、电磁屏蔽性能、阻尼减振性能以及良好的回收利用性能，是目前最轻的金属结构材料。因此在航空航天、汽车和通信电子等行业有广泛的应用前景。但是目前广泛使用的／埘160B，AZ91D等镁铝基合金在125℃以上时，由于13-Mgt7A1-z相非连续析出，导致高温性能恶化，难以满足很多场合应用的需求。汽车的关键动力系结构件的使用温度为150"12,～200。C间，因此，开发工作温度在150。C以上的高性能、低成本耐热镁合金已经成为镁合金研究领

2、域的热点问题。Mg．AI．Ca系(AX系)耐热镁合金在150--200。C温度范围内具有良好的抗蠕变性能，并且成本低廉。研究结果表明，AX系耐热镁合金在高温(>150℃)高应力(>70~Ⅱ，a)状态下，位错攀移型蠕变在蠕变过程中占主导地位。而目前基于AX镁合金开发的AXJ、MRIl53新型耐热镁合金添加的是碱土及稀土元素，主要起强化晶界、稳定M917A112相的作用。Sb、Bi等廉价合金元素在镁基体中溶解度低，能够在合金凝固过程中形成弥散分布的高熔点硬质颗粒，阻碍位错攀移，进而提高合金的抗蠕变性能。本

3、文在AX52合金的基础上，通过Sb、Bi合金化或复合合金化技术，研究了sb、Bi对AX52显微组织、力学性能及蠕变性能的影响。研究表明，AX52合金的组织主要是由a-Mg枝晶及枝晶间的连续分布的层片状共晶组织及晶内的少量颗粒相组成。枝晶间的共晶组织主要为C36结构的(Mg,AI)2Ca及C15结构的A12Ca相。同时晶内有少量的AIMn相。Sb、Bi加入AX52合金以后，晶内及晶界上出现一定数量的MgsSb2或M93Bi2颗粒相，该相相呈现不均匀分布，随着Sb、Bi含量的增加，颗粒相数量增加，但是枝晶

4、间的Laves相数量有所减少，当Sb、Bi复合添加时晶间Laves相呈不连续分布。由于Sb、Bi的加入，合金中形成高熔点的硬质颗粒相。随着Sb、Bi含量的增加，合金抗拉强度逐渐提高，但是当sb超过0．5％或Bi超过0．7％时，合金抗拉强度下降。合金的屈服强度也随着sb、Bi含量的增加而降低。总体上Sb、Bi含量在O．5％时具有较好的综合力学性能。Sb、Bi添加量在0．3％问时，合金具有较高的抗蠕变性能，其中S3呈现最好的抗蠕变性能，分别比AX52合金对应的性能降低了48．2％和48．4％；B3合金的稳

5、态蠕变速率及100小时延伸率比AX52合金分别降低了32．7％和27．6％。BS系列合金由于熔炼过程中Ca的损失较为严重，蠕变性能均低于AX52合金。AX52合金在175℃"、一200℃间的蠕变激活能为153KJ／mol。添加Sb、Bi合金元素后，蠕变激活能大幅提高到179KJ／mol---228KJ／mol之间。从合金元素的作用角度来看，sb在镁合金中固溶度极低，主要是通过形成M93Sb2分布于晶内及晶界处，起到强化晶界及阻碍位错攀移的作用。Bi除了与Mg形成MgsBi2相以外，还可以固溶于a．Mg

6、基体，起到固溶强化的作用。Sb、Bi的添加都使得合金的位错攀移阻力增大，因而提高了合金的蠕变激活能。AX系列合金中，枝晶问连续析出的层片状Laves共晶组织对合金的高温稳定性贡献最大，Sb、Bi元素与Mg形成的M93Sb2、MgsBi2相也可以起到强化晶界及阻碍位错攀移的作用，但是随着Sb、Bi含量增加，晶间的Laves相数量减少，致使合金的高温蠕变性能保持力下降。关键词：镁合金，显微组织，力学性能，蠕变，Ca，Sb，Bi，Laves相，蠕变激活能I东南大学硕士学位论文InvestigationonA

7、XBasedHeatResistantMagnesiumAlloysABSTRACTAsthelightestconstructionalmaterial，magnesiumalloyhashighspecificstrength,highspecificstiffness，excellentmachinability,remarkablemagnetic·shieldingability，gooddampingabilityandgoodrecyclability．Magnesiumhasanext

8、ensiveapplicationprospectinaerospaceindustry，automobileindustry，electronicproductsandotherfields．However，somewidelyusedalloys-such邪AM60B，AZ91Dhavepoorcreepresistanceattemperaturesabove125℃，becauseofthediscontinuousprecipitationof