固相合成道次对ZM6-Ce镁合金组织和性能影响.PDF

第44 卷 第9 期 稀有金属材料与工程 Vol.44, No.9 2015 年 9 月 RARE METAL MATERIALS AND ENGINEERING September 2015 固相合成道次对ZM6-Ce 镁合金组织和性能的影响 1,2 2 1 1 1 文丽华 ，吉泽升 ，宁慧燕 ，毕凤阳 ，胡茂良 ( 1. 黑龙江工程学院，黑龙江 哈尔滨 150050) (2. 哈尔滨理工大学，黑龙江 哈尔滨 150040) 摘 要：采用固相合成法合成ZM6 镁合金废屑和Mg-Ce 中间合金屑，研究挤压合成次数对合成镁合金棒组织和性能的 影响，并讨论其断裂行为。结果表明：一次挤压后，Mg-Ce 中间合金屑没有被破碎，合金的力学性能较差。经 5 次挤 压后，Mg-Ce 中间合金屑的均匀分布使合金的力学性能有较大的改善。随着挤压次数的增加，合金的抗拉强度和延伸 率增大，增大的幅度随着挤压次数的增加而变小。5 次挤压后，合金的抗拉强度为300 MPa ，延伸率为14.8%，试样的 断裂方式为穿晶韧窝断裂。 关键词：ZM6 镁合金；Mg-Ce 中间合金；热挤压；组织；力学性能 + 中图法分类号：TG146. 2 2 文献标识码：A 文章编号：1002- 185X(2015)09-2305-05 镁合金作为目前最轻的金属结构材料，具有密度 1 实 验 低、比强度和比刚度高、阻尼减震性好、导热性好、 电磁屏蔽效果佳、机械加工性能优良、零件尺寸稳定 将Mg-20.72%Ce （质量分数）的镁合金车削成屑。 [1-3] 等优点 ，广泛应用于航空航天、汽车、计算机、电 由于该合金比较脆，车削成屑的尺寸比较小，大约为 [4,5] 子、通讯和家电等行业 。但由于镁合金高温强度和 (3~4) mm×(1~2) mm×(0.5~1.5) mm 。把屑状的Mg-Ce 高温抗蠕变性能较差，限制了镁合金在高温条件下的 中间合金按照含Ce3.5% 的成分配比加入到ZM6 镁合 应用，在镁合金中加入稀土元素后能显著提高合金的 金屑中，在机械混料机上混合均匀。将镁合金屑装入 [6,7] 强度和耐热温度 。随着镁合金应用范围的不断扩 模具中，在液压机上缓慢加载至碎屑被压成较密实的 大，将产生大量的工艺废料和废屑。固相合成是将镁 镁合金坯锭。制作坯锭的过程中，压力保持在 300 合金边角料或回收料加工成屑，加入适量的中间合金， MPa ，保压时间为30 s 。然后将模具中的坯料取出， 经塑性变形直接成形。具体工艺为先冷压或热压，再 在挤压机上热挤成型。挤压工艺为：挤压温度450 ℃， 在300~500 ℃下热挤出成形，既简单、安全，又实用、 挤压比25:1 ，挤压棒材的直径为8 mm 。将固相再生含 廉价。所得到的材料不同于加入合金元素用熔炼方法 3.5%Ce (屑状) 的 ZM6 耐热镁合金棒材锯切成长度大 制备的耐热镁合金，其特点是强化相分布均匀，增强 约为 15 mm 长的小棒，如图 1 所示。把小棒表面清洗 相与基体间结合强度高、晶粒细小、材料复合强化效 干净后，装入挤压筒内，加热保温之后，采用直接挤 果好、材料高