文档介绍：河北工业大学
硕士学位论文
Mg-Zn-Al-Ca镁合金合金化及时效强化的研究
姓名:漆振华
申请学位级别:硕士
专业:材料加工工程
指导教师:林晓娉
2011-04
河北工业大学硕士学位论文
Mg-Zn-Al-Ca 镁合金合金化及时效强化的研究
摘要
本文主要研究了以下内容,采用金相显微镜和扫描电镜,研究了 Ca 对试验合金组织
和形貌的影响,用显微硬度仪,拉伸仪测量了其对试验合金力学性能的影响,用 X 射线衍
射仪对试验合金的相结构进行了分析,利用场发射透射电子显微镜分析了时效析出相的形
貌及形成过程,最后用晶体学知识分析了时效析出相与基体的位相关系。
研究结果表明:适量合金元素Ca能显著的改善ZA102合金的组织和力学性能,当Ca的
含量达到1%时效效果最为显著,此时合金的抗拉强度和拉伸性能达到最大值,抗拉强度达
到174Mpa、伸长率达到6%、硬度达到86HV。当Ca含量超过1%时合金化效果开始降低,
当达到2%时组织明显开始粗化,同时合金元素有偏聚的趋势。合金中的合金元素Zn,Al,
Ca主要富集在晶界处,只有很少的合金元素溶在镁基体中。合金经过时效处理360 ℃×10 h
+ 180 ℃(T6)后组织变的更加均匀,第二相的分布更加弥散,显微硬度有显著的提高。ZA
102+1%Ca的合金在时效顶峰(360℃×10h+180 ℃)时效处理时,生成了时效析出相MgZn2和
Ca2Mg6Zn3相。添加了合金元素Ca的ZA102合金时效强化过程比较缓慢,合金的硬度在达
到时效顶峰时随时间的延长下降比较缓慢。
当 Al 含量为 2%时,合金 Mg-4Zn-2Al- 的组织最优;当 Al 的含量超过 2%时合
金的组织有变差的趋势,但总体来说 Al 对合金组织的影响不明显。合金 Mg-4Zn-2Al-
在 120℃时效处理时经过 70 小时达到了其时效顶峰值 120HV,硬度增加了 27HV,硬度的
增加值最大。自然时效(T4)时,合金的硬度增加速度非常缓慢,但其时效强化效果也比较
显著,试验合金经过两周后其硬度值才逐渐的达到其最大值 110HV。在时效处理过程中,
GP 区对镁合金的强化起着至关重要作用,有序 GP 区的形成明显提高了合金的时效强化效
果,合金中棒状沉淀相对合金的强度贡献最大。时效强化相中,棒状析出相为' 相,其与
b 1
基体的位相关系为: 和。板状沉淀为' 相和
<2110 > ' || (0001)Mg [0001] ' || <2110 >Mg b 2 Ca2Mg6Zn3
b1 b2
相, ' 与基体的位相关系为: 和, 与基体的位
b2 [2110] ' ||[0001]Mg (0001) ' || (1210 ) M g Ca2Mg6Zn3
b2 b2
相关系为:[1210] ||[1010] 和(0001) ||[1210] 。
Ca2 Mg 6 Zn 3 Mg Ca2 Mg 6 Zn 3 Mg
关键词:Ca,微观组织,力学性能,时效强化,位相关系

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Mg-Zn-Al-Ca 镁合金合金化及时效强化的研究
Study on alloying and ageing hardening of
Mg-Zn-Al-Ca magnesium alloy
Abstract
This paper focuses on these questions, the effect of Ca on microstructure of ZA102
magnesium alloy were studied by optical microscope and Scanning electron microscopy. the
structure of the phase of the test alloy were studied by XRD, the morphology and formation of
aging precipitates researched by field emission transmission electron microscopy, the orientation
relationships between ageing precipitates with the matrix analyzed by Crystal knowledge in the
last.
The results show that: effect is most significant with Ca cont