文档介绍：太原理工大学
硕士学位论文
Nd及T4热处理对AM60镁合金显微组织和力学性能的影响
姓名:王国军
申请学位级别:硕士
专业:材料加工工程
指导教师:周禾丰;王社斌
20100523
太原理工大学硕士研究生学位论文
Nd 元素及 T4 热处理对 AM60 镁合金显微组织
和力学性能的影响

摘要

镁合金具有低密度、高强度、高比刚度,减振性、尺寸稳定性、机械
加工性及电磁屏蔽性好等优点,广泛应用于汽车、电子、航空航天等工业
中。其中AM系列镁合金是最早用于汽车零部件上的镁合金之一,欲满足汽
车轮毂的性能要求,必须提高其强韧性能、解决好强韧性能匹配问题。
本研究在真空电阻炉中熔炼制备了 AM60-xNd 合金试样,在 683K 的温
度和不同的时间范围内对试样进行了固溶处理,并对固溶处理后的
AM60- 合金试样进行了人工时效处理。用火花原子放射光谱仪、等离
子体光谱仪、X-Ray 衍射仪、金相显微镜、场发射扫描电镜等手段测定了
试样成份、显微组织和结构,用拉伸试样机、维氏硬度计测定了试样的力
学性能。用实验测定的数据,分析、研究了固溶时间、Nd 含量对 AM60-xNd
合金力学性能、显微组织和结构的变化规律,探讨了其作用机理。为开发
一种新型高强高韧镁合金材料提供了基础实验数据。
通过研究与分析,得出以下结论:
1)在 AM60 合金中添加稀土元素 Nd 后,引起了合金组织的显著变化,
随着 Nd 含量的增加,α-Mg 基体相细化,尺寸较大的连续网状β-Mg17Al12
相逐渐分离,变为断续、弥散分布的骨骼状,并趋向于颗粒状;且点状、
块状的 Al11Nd3 相有增多、增大和聚集的趋势,针状、短棒状 Al11Nd3 相有
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太原理工大学硕士研究生学位论文
变粗、变长、分叉的趋势。
2)AM60-xNd 合金经 T4 处理后,合金晶粒明显细化,β-Mg17Al12 相分
解、溶解到基体合金中,Al11Nd3 相形态略微变化。σb、和δ的峰值由铸
态 %Nd 转到 %Nd,其峰值分别达到 239Mpa、138Mpa、8%。;σb、、
δ和 HV 受 Nd 元素固溶强化和弥散分布的 Al11Nd3 相的形态、数量影响。
3)AM60-,β-Mg17Al12相又在晶界析出,晶粒
,平均晶粒尺度达30µm ,形貌及尺寸较铸态发生明显变化,球
状稀土相又变为块状。合金的硬度、%、%,
合金的抗拉强度、%、%,其抗拉强度最
大值达到262MPa。
4)稀土元素 Nd 的加入使合金断口出现些微观塑性特征、是激活了非
基滑移系的结果,因而提高了合金的塑性。
本研究的创新点在于,通过研究添加稀土元素凝固成型及热处理工艺
对 AM60-xNd 合金的成份、组织和力学性能变化机理的影响,开发出含 Nd
系 AM60 合金,其强度、韧性都比 AM60-%Nd 镁合好的金牌号。

关键词:AM60 镁合金,Nd 元素,热处理,显微组织,力学性能

II
太原理工大学硕士研究生学位论文
EFFECTS OF ND AND T4 HEAT TREATMENT ON
MICROSTRUCTURE AND MECHANICAL
PROPERTIES OF AM60 MAGNESIUM ALLOY

ABSTRACT

Because of its low density, high strength, well damping and i
shielding, magnesium alloys were widely used in automotive, electronics,
aerospace and other industries. AM series magnesium alloy was used in the
automotive industry early. It is necessary to improve the strength and
toughness of AM series magnesium alloy to meet the performance requirements
of automotive wheels.
AM60-xNd alloys were prepared in vacuum resist