Mg-Zn-RE-Zr合金的组织与性能研究

题名:Mg-Zn-RE-Zr合金的组织与性能研究
作者:张大华
学位授予单位:兰州理工大学
关键词:ZW21镁合金;;合金元素;;热处理;;组织;;力学性能
摘要:

 镁合金是目前工业应用最轻质的金属材料,具有巨大的发展潜力,日益受到材料工作者的广泛青睐。成为继钢铁、铝之后第三大金属工程材料,被誉为“21世纪绿色工程材料”。然而普通镁合金的强度不高,传统的高强高韧镁合金一Neodymium Magnets般含有较高的稀土元素,这大大提高了其生产成本。因此,研究与开发低成本的高强高韧镁合金显得十分必要。本文以ZW21合金(2.0%Zn,1.0%Y,0.5%Nd,0.5%Sn,0.3%Zr和0.05%Ca)为基础,研究Zn、Y、Nd、Sn、Zr与Ca等合金元素对其组织及力学性能的影响,同时研究了热处理工艺对ZW21合金的组织及力学性能的影响。结果表明：

 在ZW21合金中,各添加元素对合金的组织有着重要的影响。其中Zn、Y、Nd不同的加入量会使合金中组织形貌和相成分发生变化。Mg、Zn、RE(Y或者Nd)元素之间会形成三元二次相,合金中Zn/RE的值决定了组织中二次相的组成：当Zn/RE小于0.60时,二次相为H相；当Zn/RE为0.60～0.85时,二次相为H相+W相；当Zn/RE为0.85～2.05时,二次相为W相；当Zn/RE为2.05～5.00时,二次相为W相+I相。

 ZW21合金铸态的抗拉强度为207MPa,伸长率为16.9%,硬度为52.8HV。ZW21合金铸态组织由α-Mg相和W相组成,在525℃固溶http://www.everbeenmagnet.com/en/products/110-sintered-neodymium-magnets
处理4小时后水淬,变为单一的α-Mg相,然后在250℃时效处理过程中析出W相。时效处理(250℃×24h)使ZW21合金的力学性能得到提高。其中抗拉强度、伸长率和硬度分别增加到243MPa、20.8%和58.7HV,与铸态相比,时效态合金的抗拉强度提高了17.4%,伸长率提高了23.1%,硬度提高了11.2%。
学位年度:2010