Ca对挤压Mg-10Al-1.5Zn-0.4Mn镁合金组织和性能的影响

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1、学术论文Ca对挤压Mg一10AI一1．5Zn一0．4Mn镁合金组织和性能的影响术InfluenceofCaonMicrostructureandMechanicalPropertiesofExtrudedMg一10AI-1．5Zn-0．4MnMagnesiumAlloy中航飞机股份有限公司西安飞机分公司张兵宪西安航空学院机械学院张金龙西安理工大学材料科学与工程学院王智民刘娟妮【摘要】采用传统的熔炼工艺制成Mg-10AI一1．5Zn．0．4Mn—xCa镁合金铸锭并经挤压变形，借助OM、SEM和XRD分析了

2、合金显微组织和相组成，研究了Ca对该镁合金铸态和挤压态显微组织和力学性能的影响。关键词：CaMg．10AI．1．5Zn．0．4Mn镁合金挤压组织力学性能IABSTRACTJMg—10A1—1．5Zn·0．4Mn—xCamag—nesiumalloyismadewithtraditionalmeltingtechnique，afterwardsbecomebarsbyextrusiondeformation．Micro—structuresandmechanicalpropertiesoftheseall

3、oysareinvestigatedbyusingOM，SEM，XRD．Keywords：CaMg一10AI-1．5Zn一0．4Mnmagne—siumalloyExtrusionMicrostructureMechanicalproperties镁合金具有密度低、比强度高、比刚度高、减振性好、易切削加工、易回收等特点，在汽车、电子、电器、交通、航空、航天和国防军事工业领域具有极其广阔的应用前景。随着对高强度镁合金等优质镁合金的迫切需求，制备出新型的高强度变形镁合金，使其具有稳定的、可用于生产的温室力学

4、性能，已经成为生产实际的迫切需要‘卜31。含钙镁合金具有良好高温强度及蠕变性能14-51，将ca加入到镁合金中可形成热稳定性高的Al，ca或M92Ca耐热相，这些分布均匀的弥散颗粒相在合金变形中能有效的阻碍位错的滑移和攀移，使合金在中温条件下表现出优异的耐热性能。Ca有明显的细化晶粒作用，可抑制镁合金熔体的氧化，提高镁合金的燃点，改善抗蠕变性能，能有效的细化镁合金的铸态组织。在含有si的镁合金中加入Ca可改善Mg，Si的形态，提高合金的+陕西省自然科学基金项目(2005E102)资助。韧性。到目前为止，

5、ca对高铝高锌AZ系变形镁合金的影响研究大多数选定的ca元素含量都较低。而当ca元素的含量大于l％时，合金的力学性能仍然呈现上升趋势，因此为了进一步研究Ca对镁合金性能的影响，本次试验在Mg一10A1—1．5Zn一0．4Mn合金成分基础上，通过增加Ca含量来分析合金的组织和性能。1试验材料及方法1．1试验材料试验用原料为工业纯镁锭(原子量分数为99．9％)、铝锭(原子量分数为99．7％)和锌锭(原子量分数为99．9％)，Mn和ca以中间合金加入。Mg一10A1一1．5Zn一0．4Mn合金的成分(质量分数

6、／％)为：10．0A1，1．5Zn，0．4Mn，余为Mg。配料时考虑了合金元素的实际收得率，所以制备的合金实际成分与设计成分基本相符，其化学成分见表1。表1合金的化学成分(原子量分数)听合金A1ZnMnCaMg．41()．()1．50．40余量，，l(1f)50420余量(：10．01．50．42．5余量1．2熔炼工艺镁合金熔炼采用A3钢坩埚，加热设备为功率3kW的井式坩埚炉，用精度为±5℃的铠装NiCr—NiSi热电偶测温。用由A3无缝钢管焊接而成的金属型模具，使用前加热，并喷刷ZnO涂料备用。合金熔

7、炼后浇铸成西80rnmX260mm铸棒。1．3试验方法将经车皮的铸棒放人工频感应炉中加热至350℃后，在400t卧式挤压机上挤压成西16mm的棒材。将挤2013年第21期·航空制造技术97学术论文压后的镁合金圆棒合金参照GB／T228—2002《金属材料室温拉伸试验方法》要求加工成标准试样，进行力学性能测定。金相试样从铸棒和拉伸试样上截取。金相试样制备过程为：砂纸打磨一水冲洗一抛光一水冲洗一酒精棉球清洗一烘干一浸蚀一水冲洗一酒精棉球清洗一烘干。采用2％酒石酸水溶液腐蚀，腐蚀时间为10s左右。用XJP一3

8、型金相显微镜观察试样的显微组织，用日本JEOL公司生产的JSM一6700F型扫描电镜分析合金成分；相成分分析在4()(1RigakuD／max一3C型X—ray衍射仪上进行，其中辐射源为CuK理，步进扫描，越200扫描步长0．02。，扫描范州围300～80。。儿“’2试验结果”2．1显微组织2．1．1Ca对铸态镁合金的显微组织影响图1(a)为Mg一10A1—1．5Zn一0．4Mn合金典型的铸态树枝晶形貌。通常Mg—A1一zn系镁合金的显微组