分析AM80镁合金组织性能

镁合金因其质量轻、比强度和比刚度高、机加工 性能好、减震降噪、可回收等特点，被广泛应用于汽 车、电子、航空航天、国防军工等 领 域。目 前 常 用 的镁合金系列有 Ｍｇ－Ａｌ、Ｍｇ－Ｚｎ、Ｍｇ－ＲＥ系等，其中 Ｍｇ－Ａｌ－Ｍｎ系（ＡＭ 系）镁合金具有较高的延伸率和 韧性，常用于抗冲击载荷及安全性较高的场合，如车 轮、车 门、座 椅 等。目 前 对 ＡＭ８０镁 合 金 的 研 究 报道主要集中在合金元素强化及变形行为方面， 而热处理对 ＡＭ８０镁合金组织性能的影响鲜有报 道。有研究表明 ＡＭ６０镁合金在４３０ ℃退火６ｈ 后有少量层片状组织出现，且此时合金硬度与铸态 相比 提 高 了 １５．２％。 本文探讨不同退火工艺对 ＡＭ８０镁合金组织及性能的影响，得 出 最 佳 的 热 处 理工艺。

１ 实验

采用商用 ＡＭ８０镁合金铸锭为原材料，其化学 成分如 表１所 示。将 ＡＭ８０镁 合 金 铸 锭 切 割 成 边 长为１２ｍｍ 的正 方 体 和７１ｍｍ×１８ｍｍ×１８ｍｍ 的长方体试样，在井式坩埚电阻炉中进行热处理，并 用石墨粉覆盖试样，防止氧化。

由表１可知，ＡＭ８０镁 合 金 的 主 要 合 金 元 素 为 Ａｌ元素，所 以 实 验 温 度 选 取 可 参 考 Ｍｇ－Ａｌ合 金 相 图。根据 Ｍｇ－Ａｌ二元合金相图可知，Ａｌ含量为８％ 时，该合金的 固 相 线 温 度 为４９０ ℃，可 以 得 到 单 相 α－Ｍｇ组织的最低温度为３７０ ℃，因此本实验选取的 退火温度分别为３７０、３８５、４００、４１５和４３０ ℃，保温 时间分别是０、３、６、９、１２ｈ。利用 Ｘ射线 衍 射（ＸＲＤ）分 析 退 火 处 理 前 后 试 样的相组成，利 用 光 学 显 微 镜（ＯＭ）观 察 热 处 理 前 后合金的组织变化，通过扫描电子显微镜（ＳＥＭ）和 能谱仪（ＥＤＳ）分析第二相形态的变化，并 测 试 其 硬 度、抗拉强度和断后伸长率。探讨不同退火温度及 不同保温时间对 ＡＭ８０镁合金组织性能的影响，以 便得到改善其性能的热处理工艺参数。

2 结果与分析

图１为退火处理前后试样的 ＸＲＤ 谱图。由图 １可见，ＡＭ８０铸态合金由α－Ｍｇ基体和β－Ｍｇ１７Ａｌ１２相 组成，Ｍｎ和Ｚｎ含量较低，未能标出。经过４３０ ℃退 火处理６ｈ后的相组成与铸态相同。这是因为在退 火保温过程中部分第二相溶入基体，在随炉冷却过 程中溶入基体的第二相又重新析出，因此退火前后 相组成相同。

３ 结论

上海博迅通过上述分析，得出：
１）退火 处 理 前 后 ＡＭ８０ 镁 合 金 均 由α－Ｍｇ 基 体、Ｍｇ１７Ａｌ１２相、ＭｇＺｎ相 组 成。退 火 处 理 后，第 二 相主要以层片状析出。随着退火温度的升高，第二 相完全析出的时间变短，随着退火时间的延长，第二 相析出数量增多，直至完全析出。　
２）退火处理后，合金硬度、强度及延伸率大部分比 铸态高。４３０℃退火６ｈ后合金硬度为８０．１１ＨＢ，抗 拉强度为１６７．０２ＭＰａ，延伸率为２．６８％，此退火工 艺为最佳工艺。退火处理前后合金均为脆性断裂。



 

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