Al含量对Mg-Sn-Ca合金微观组织与力学性能的影响

• 作者: 武华健 程仁山 李景仁 谢东升 宋锴 潘虎成 秦高梧
• 来源期刊: 金属学报
• 关键词: 镁合金 晶粒细化 第二相 动态再结晶 强度
• 年，卷（期）: 2020,（10）
• 页码范围: 1423-1432
• 页数: 10页
• 分类号: TG146.22
• 语种: 中文
• DOI: 10.11900/0412.1961.2020.00086

摘要

系统研究了Al含量对铸态和挤压态Mg-2.5Sn-2Ca-xAl (x=2、4、9,质量分数,％)合金微观组织和力学性能的影响.结果 表明,随着Al含量的升高,合金的强度有所降低,延伸率增加.Mg-2.5Sn-2Ca-2Al、Mg-2.5Sn-2Ca-4Al和Mg-2.5Sn-2Ca-9Al合金的屈服强度分别约为370、325和290 MPa,延伸率分别约为6.2％、11.0％和12.0％.第四组元Al元素的加入改变了Mg-Sn-Ca合金中纳米尺寸第二相的类型和含量.Mg-2.5Sn-2Ca-2Al和Mg-2.5Sn-2Ca-9Al合金中分别形成高密度的G.P.区和Mg17Al12第二相,Mg-2.5Sn-2Ca-4Al合金中未见明显的纳米相析出.高密度的G.P.区阻碍再结晶晶粒长大的效率较Mg17Al12纳米相更为显著,因此Mg-2.5Sn-2Ca-2Al合金的再结晶晶粒更为细小(约0.5 μm).同时TEM观察表明,Mg-2.5Sn-2Ca-2Al合金的晶粒内部还存在较高密度的位错,且这些位错一般与G.P.区伴生,因而合金内部还保留有较高密度的亚晶片层组织(片层厚度0.2～1.0μm).大量G.P.区以及残余位错的存在会成为新产生位错运动的障碍,这些均会对Mg-2.5Sn-2Ca-2Al合金高的屈服强度做出贡献,但同时也会损伤合金材料的塑性.在Mg-2.5Sn-2Ca-9Al合金中,由于高含量Al元素的存在以及Mg17Al12纳米相阻碍位错运动能力相对较弱,导致残余位错密度更低,所以Mg-2.5Sn-2Ca-9Al合金表现出了更大的晶粒尺寸、较低的屈服强度以及更高的塑性.