加工工艺对Mg-Sn-Zn合金组织性能的影响

论文摘要

镁合金具有密度小，比强度、比刚度高，切削加工性好，易于回收等一系列优点，受到人们极大的关注。Mg-Sn-Zn合金具有抗高温蠕变而且价格低廉的特性，但其力学性能差阻碍了其发展。目前，对于Mg-Sn-Zn合金的加工工艺及性能的研究甚少，本文采用金相、XRD和SEM/EDS等技术和力学性能测试方法，研究了Sn和Zn含量对铸态、T4态、T6态、热轧态Mg-Sn-Zn合金组织及力学性能的影响，也研究了不同的热处理和热轧工艺对Mg-Sn-Zn合金组织及力学性能的影响。结果发现：Mg-（56）wt.%Sn-（02）. wt.%Zn合金铸态组织结构为由ɑ-Mg、Mg2Sn和离异共晶组成的树枝晶。随着Zn和Sn含量的增加，合金的枝晶间距减小，力学性能提高，但Sn含量超过5%时，合金的组织结构发生改变力学性能反而降低。T4处理中，随着固溶温度的增加和固溶时间的延长，枝晶和Mg2Sn相逐渐消失，同时出现了少量的孪晶组织。Zn元素不仅能够降低合金的熔点，而且还能抑制孪晶组织的产生。T6处理后，Mg2Sn相重新析出，随着T6处理温度的升高和时间的延长，其分布越来越弥散，提高了合金的抗拉强度，但超过一定的时效时间，合金出现过时效现象。T6处理后孪晶组织依旧存在，Zn元素的加入促进了Mg2Sn的数量，但抑制了孪晶组织的数量。热轧处理后，合金发生了动态再结晶，同时也发现了很多的孪晶组织和少量的亚晶。随着压下量增加和热轧温度升高，动态再结晶越来越完全，Sn和Zn加入能促进合金发生动态再结晶，同时提高合金的力学性能。三种状态下的合金，轧制后合金的抗拉强度最高，延伸率偏低，而T6处理后合金的综合力学性能较好。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 镁及镁合金概述
• 1.1.1 镁合金的特点
• 1.1.2 镁及镁合金的应用
• 1.2 镁合金的热处理
• 1.2.1 镁合金热处理的种类
• 1.2.2 镁合金的热处理强化
• 1.3 镁合金塑性成形工艺
• 1.3.1 轧制
• 1.3.2 镁合金热轧技术
• 1.4 Mg-Sn 合金的研究现状
• 1.5 本实验的研究背景、研究内容及研究目的
• 1.5.1 研究背景
• 1.5.2 研究内容及目的
• 第2章 材料的制备与研究方法
• 2.1 材料的制备
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 合金制备
• 2.2 研究方法
• 2.2.1 实际成分测定
• 2.2.2 微观结构表征与分析
• 2.2.3 力学性能测试
• 2.3 本章小结
• 第3章 铸态合金显微组织及性能
• 3.1 概述
• 3.2 实验结果
• 3.3 讨论
• 3.3.1 Sn 和 Zn 对铸态 Mg-Sn-Zn 合金细化作用的分析
• 3.3.2 二次枝晶间距对铸态 Mg-Sn-Zn 合金强度影响
• 3.3.3 Sn 和 Zn 元素对铸态 Mg-Sn-Zn 合金力学性能的影响
• 3.4 本章小结
• 第4章 T4 处理后 Mg-Sn-Zn 合金的组织及力学性能
• 4.1 固溶工艺的确定
• 4.2 固溶处理后 Mg-Sn-Zn 的合金微观组织
• 4.2.1 固溶处理后 TZ60 合金的微观组织
• 4.2.2 固溶处理工艺对 TZ52 合金组织的影响
• 4.2.3 固溶处理工艺对 TZ62 合金组织的影响
• 4.3 固溶处理后 Mg-Sn-Zn 合金 X 射线衍射试验结果
• 4.3.1 固溶处理后 TZ60 合金的 X 射线衍射试验结果
• 4.3.2 固溶处理后 TZ62 合金 X 射线衍射试验结果
• 4.4 Mg-Sn-Zn 合金固溶后的显微硬度分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 T6 处理后 Mg-Sn-Zn 合金的组织和性能
• 5.1 时效工艺的确定
• 5.2 时效处理对 Mg-Sn-Zn 合金合金组织的影响
• 5.2.1 时效时间和温度对 TZ60 合金组织的影响
• 5.2.2 时效时间和温度对 TZ62 合金组织的影响
• 5.3 时效处理后 Mg-Sn-Zn 合金 X 射线衍射试验结果
• 5.4 时效处理对合金力学性能的影响
• 5.4.1 时效处理对 TZ60 力学性能的影响
• 5.4.2 时效处理对 TZ62 力学性能的影响
• 5.5 本章小结
• 第6章 轧制对合金显微组织及性能的影响
• 6.1 轧制工艺
• 6.2 TZ52 合金热轧后的显微组织及力学性能
• 6.2.1 TZ52 合金热轧后的显微组织
• 6.2.2 TZ52 合金热轧后的力学性能
• 6.3 TZ62 合金热轧后的显微组织及力学性能
• 6.3.1 轧制工艺对 TZ62 合金显微组织的影响
• 6.3.2 TZ62 合金热轧后的力学性能
• 6.4 TZ60 合金热轧后的显微组织及力学性能
• 6.4.1 轧制工艺对 TZ60 合金显微组织的影响
• 6.4.2 TZ60 合金热轧后的力学性能
• 6.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢