Mg-6Al-1Cu镁合金显微组织与性能研究

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本文综述了镁合金的特点、应用现状、成型方法及其发展方向,介绍了Mg-Al系合金的研究进展。通过光学显微镜、X-射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜的观察分析以及力学性能与腐蚀性能的测验,揭示了固溶时效处理、以及合金元素Al、Cu对合金性能的影响。 铸态Mg-6Al-1Cu镁合金显微组织主要由Mg(六方晶系)基体和沿晶界分布以及晶内分布的非平衡共晶组织(α-Mg+β-Mg<,17>Al<,12>+U-AlCuMg)组成,其中β-Mg<,17>Al<,12>为立方晶系,U-AlCuMg为密排六方晶系,在热处理过程中未发现明显的过渡相或G.P区。故在合金起强化主要的主体相是β-Mg<,17>Al<,12>,U-AlCuMg由于量少作用也小。 420℃*16h固溶及200℃不同时间时效后,β-Mg<,17>Al<,12>从基体沿晶界连续或不连续析出,并有小颗粒存在晶内,U-AlCuMg析出很少或者由于其高熔点大部分未溶入基体,依然附在晶界或夹带在晶内,部分β-Mg<,17>Al<,12>在析出过程中会出现在U-AlCuMg的周围。 Mg-6Al-1Cu镁合金的固溶时效硬化曲线显示:基体的显微硬度值随时效时间的延长呈现先增大后减小的趋势,在12h附近达到最大值62.4HV。对合金的力学性能分析表明:420℃*16h固溶后的抗拉强度σ<,b>为194.6MPa,延伸率δ为8.2%,200℃*12h时效后,抗拉强度有了小幅度的提高,而塑性降低(σ<,b>=194.8MPa,δ=7、2%),合金性能变化不大,并不存在屈服强度。对合金的断口观察显示:固溶和时效后主要存在解理面,并发现少量韧窝和撕裂棱以及一些裂纹,断口为解理断裂和韧窝组成的混合型断口,断口表面高低严重不一致,并影响到形貌的正常观察,从这一点来看,合金的力学性能并不理想。 Mg-6Al-1Cu镁合金的极化曲线表明:铸态下(I<,corr>=3.972×10<-8>A.cm<-2>,E<,cor>=-0.98V)的耐腐蚀性能最好,固溶(I<,corr>=3.972×10<-8>A cm<-2>,E<,cor>=-0.534V)、时效(I<,corr>-=6.761×10<-4>Acm<-2>,E<,cor>=-1.697V)依次减弱,其中腐蚀电流存在约2个数量级的差距,而腐蚀电位差距较小。通过XRD、SEM分析显示:Mg-6Al-1Cu镁合金的腐蚀产物为MgO和Mg(OH)<,2>。
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