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1、Sn、Sr对Mg-5Zn-2Al镁合金组织及性能的影响重庆大学硕士学位论文（学术学位）学生姓名：宋裕指导教师：陈玉安教授专业：材料科学与工程学科门类：工学重庆大学材料科学与工程学院二O一五年四月EffectsofSn,SrontheMicrostructureandMechanicalPropertiesofMg-5Zn-2AlalloysAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementforMaster’sDegreeofE
2、ngineeringBySongyuSupervisedbyProf.Chenyu-anMajor:MaterialsScienceandEngineeringCollegeofMaterialScienceandEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaApril,2015中文摘要摘要镁合金以其密度小、比强度比刚度高、减震电磁屏蔽性能好、易于回收等特点，受得到了广泛的关注，并已应用于汽车、航天、3C等领域。但由于镁合金的高温性能较差，限制了其在工业领域的进一步应用，因
3、此研究开发具有良好高温强度的镁合金具有重要的意义。本文以ZA52合金为基础合金，以Sn、Sr为合金元素，采用真空电阻熔炼炉制备了ZA52-xSn(x=0,0.5,1.0,2.0,3.0)合金、ZA52-xSr(x=0.2,0.5,1.0)合金及ZA52-1.0Sn-xSr(x=0.2,0.5)共10种不同成分的合金，通过XRF成分分析，XRD物相分析，金相显微镜、SEM和EDS能谱分析、TEM等一系列方法对上述10种不同的合金进行了研究，探索了Sn、Sr添加对铸态、热挤压态、挤压后热处理态合金的显微组织和第二相的影响及变化
4、规律，并使用力学性能测试仪器对不同合金在不同状态下的力学性能进行了测试。在ZA52合金中添加Sn元素制备了ZA52-xSn（x=0,0.5,1.0,2.0,3.0）合金，其中ZA52合金由α-Mg，Mg32(Al,Zn)49和少量MgZn相组成，添加Sn后形成了Mg2Sn相，合金的铸态枝晶随Sn含量的增加而减小并逐渐转变成较为圆整的蔷薇状，铸态力学性能也得到改善。经过均匀化处理后合金中的Mg32(Al,Zn)49和MgZn相大部分固溶于基体，铸态枝晶转变成粗大等轴晶，经过挤压后均变成了细小的等轴晶，随Sn含量的增加，晶粒尺
5、寸逐渐减小，合金的室温力学性能和高温力学性能依次提高，在添加量为3%时达到最高。通过对比T5和T6态热处理后合金的室温力学性能发现，合金性能均在3%Sn时达到最大，且T6态合金室温力学性能高于T5态，其中YS=280MPa，UTS=371MPa，EL=9.3%。可见Sn含量为3%时合金综合力学性能最佳。在ZA52合金中添加Sr元素制备了ZA52-xSr（x=0.2,0.5,1.0）合金，通过XRD物相分析发现合金中形成了少量Al4Sr相，合金的铸态枝晶得到细化并随Sr含量增加逐渐转变成蔷薇状，铸态合金的力学性能在0.5%添
6、加量时改善最为显著。合金的均匀化效果随Sr含量的增加而减弱，经过挤压后合金的晶粒得到细化，第二相沿挤压方向被挤碎，合金力学性能相比铸态得到大幅提高，其中室温屈服强度随Sr的增加而提高，高温强度却随Sr的增加而降低。对ZA52-xSr合金进行了T5和T6热处理后发现，Mg32(Al,Zn)49的析出随Sr的增加而减少，且T6态合金力学性能低于T5态合金的力学性能。综合对比发现ZA52-0.5Sr合金综合力学性能最佳。在ZA52合金中复合添加Sn、Sr制备了ZA52-1.0Sn-xSr（x=0.2,0.5）合金，除了以上所述的
7、第二相外，合金中还出现了MgSnSr相，并分布于晶内。Sn、SrI重庆大学硕士学位论文复合添加能够进一步细化铸态枝晶，改善铸态力学性能。对比ZA52-xSn和ZA52-xSr合金，发现Sn、Sr复合添加后合金挤压态的室温屈服强度和抗拉强度均得到进一步提高，高温力学性能则高于ZA52-xSr合金。经过T5热处理后，ZA52-1.0Sn-xSr合金的力学性能均优于ZA52-xSn和ZA52-xSr合金，且在Sr添加量为0.2%时达到最大，其屈服强度和抗拉强度分别为267MPa，389MPa，延伸率为14%，而T6态合金的室温力
8、学性能则低于T5态合金，综合分析发现，Sn、Sr复合添加对ZA52合金力学性能的改善最为明显，且Sr含量为0.2%时力学性能最好。关键词：ZA52，Sn，Sr，显微组织，力学性能II英文摘要ABSTRACTMagnesiumalloywithitssignificantadvantagesoflowde
