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本文利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)等测试方法作为辅助手段,研究了微合金化、时效工艺对镁合金AZ91D及ZA102+1%Cu显微组织及性能的影响。
研究结果表明:Az91D添加Ce和Sb后能有效地改善试验合金铸态组织,使试验合金中网状及块状分布的-Mg17A12相呈断续分布擞量也相对减少,并形成了弥散分布的颗粒相Mg3Sb2、点状相CeSb、杆状相Al11Ce3。
AZ91D+Ce/Sb在415℃~x15h固溶处理后,-Mg17Al12及化合相溶入a-Mg基体中,形成过饱和固溶体组织在时效{200℃/220℃x(4、6、8)h}过程中,固溶阶段溶入基体的相逐渐析出,析出相在时效时间为4h时较为模糊,随着时效时间的延长逐渐清晰可见,在时效为200℃x8h形成长条及片析出相,而析出相在时效处理为220℃x8h已经开始聚集、长大,成为条状及短棒状相。试验合金的硬度随着时效时间的延长不断提高,在220℃x8h达到最大值93 28HV。
试验合金ZA102+1%Cu添加微量元素Ce和Sb后晶粒变细,网状及条状相Mg32(A1、Zn)49变细变短,并形成Mg32Al47Cu7、AlMg4Zn11,CeCu6等化合相。
ZA102+1.0%Cu+0.5%Sb+1%Ce在360℃×15h固溶效果最佳,在时效为180℃×5h时,相开始从晶内以及晶界处析出,当时效为180℃×10h时,析出相数量增多但仍未出现明显的聚集现象;而在时效为180℃×15h,析出相开始聚集长大,聚集长大的析出相主要分布在三元相的周围;当时效180℃×30h,析出相已大部分聚集于晶界附近并且均匀分布ZA102+1.0%Cu+0.5%Sb+1%Ce在时效初期硬度不断上升,并在360℃×15h+180℃×10h达到最大值135.5Hv,当时效时间进一步延长硬度不断下降。
深冷工艺的加入能改善镁合金的组织,并且提高其硬度。深冷处理后基体中析出相具有明显的方向性,并且具有一定的晶粒细化效果。试验合金深冷处理后的硬度随时效处理时间的延长先升高后降低。