mg-al-sn-mn合金板材组织与性能研究

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1、Mg-Al-Sn-Mn合金板材组织与性能研究重庆大学硕士学位论文（专业学位）学生姓名：彭鹏指导教师：潘复生教授学位类别：工程硕士（材料工程领域）重庆大学材料科学与工程学院二O一五年五月MicrostructureandmechanicalpropertiesofMg–Al-Sn-MnmagnesiumalloysheetsAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementforProfessionalDegreeByPengpen

2、gSupervisedbyProf.PanFushengSpecialty:ME(MaterialsEngineeringField)CollegeofMaterialsScienceandEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaMay,2015中文摘要摘要镁合金板材在电子、通讯、交通、航空航天、国防军工等领域有着广泛的应用前景，但目前的应用受到很大限制，其产量、用量、合金牌号均远不及钢铁及铝、铜等有色金属。这主要是由于镁合金的室温塑性变形能力差，导致镁合金板材制备加工

3、困难、工艺较为复杂、成本高且性能较差。因此，如何提升镁合金板材的成形性能、低加工成本，并且改善镁合金板材的各向异性从而有利于其二次成形，是目前镁合金板材的研究中急需解决的问题。因此，本文以发展低成本高性能镁合金板材为目的，通过常规的挤压、轧制工艺制备了不同Al、Sn含量的Mg-Al-Sn-Mn系镁合金板材。研究了Al、Sn含量对合金板材的组织及性能的影响，并且探讨了其组织与性能随Al、Sn含量变化的相关机制，主要结论如下：①Mg-Al-Sn-Mn合金挤压板材的晶粒尺寸随着Al含量的增加而增大，随着Sn含量的增加而减小，其中M

4、g-5Al-1Sn-0.3Mn合金板材的晶粒能够通过退火处理进一步细化。合金板材中的第二相数量随着Al、Sn含量的增加呈现递增趋势，其主要第二相包括Mg17Al12与Mg2Sn。合金板材基面织构强度随Al含量的增加表现出先升高后降低的趋势，随Sn含量的增加而不断上升。②Mg-Al-Sn-Mn合金挤压板材沿挤压方向的综合力学性能随着Al、Sn含量的增加而提高，其中力学性能最好的Mg-5Al-1Sn-0.3Mn和Mg-5Al-3Sn-0.3Mn合金板材的,抗拉强度分别达到了282MPa和290MPa，延伸率分别高达了22.7%和

5、25.7%，其强化机制主要有固溶强化和第二相强化；塑性的提高原因主要有晶粒细化和织构弱化。退火处理后，Mg-5Al-1Sn-0.3Mn合金性能得到进一步提高，抗拉强度提升至304MPa，延伸率无明显变化，强度提高的原因是细晶强化和织构强化；合金板材的各向异性随Al含量的增加而降低，随Sn含量的增加而提高。③Mg-Al-Sn-Mn系合金挤压板材在热轧后发生了明显的再结晶现象，晶粒沿轧制方向拉长，第二相在轧制过程中被破碎并且沿轧制方向分布，Al、Sn含量的增加导致轧制板材的基面织构强度降低。退火后的Mg-Al-Sn-Mn系合金轧

6、制板材发生静态再结晶，晶粒大小变得均匀，第二相部分溶入基体，且基面织构强度随着Al、Sn含量的增加而弱化。④Mg-Al-Sn-Mn系合金轧制板材退火后的综合力学性能随Al含量的增加而提高增加，而Sn含量增加时力学性能变化不明显；其中性能最好的Mg-5Al-1Sn-0.3Mn和Mg-5Al-3Sn-0.3Mn的屈服强度分别达到了223MPa和233MPa；抗拉强度分别达到了313MPa和324MPa；延伸率分别高达25.2%和I重庆大学硕士学位论文24.1%，其强化机制主要有细晶强化、固溶强化、第二相强化以及织构强化，塑性的提

7、高原因主要有晶粒细化和织构弱化。合金板材的各向异性随着Al、Sn含量的增加而减弱，影响各向异性的原因主要是织构强度。⑤论文通过挤压、轧制和退火处理，在优化合金成分的基础上，获得了低成本高性能的Mg-Al-Sn-Mn合金板材，其力学性能明显优于现行的商用镁合金板材的力学性能，具有较好的工程应用潜力。关键词：Mg-Al-Sn-Mn系合金板材，挤压，轧制，退火，微观组织，力学性能，织构II英文摘要ABSTRACTMagnesiumalloysheethaveawideapplicationprospectinelectronics

8、,communications,transportation,aerospace,defenseindustryandotherfields.Buttheapplicationisverylimitedduetotheoutput,consumptionandalloygradesaref