添加Si和Zn对VW75镁合金显微组织、力学性能和弹性模量的影响

摘要：

Mg-7Gd-5Y-1Nd-0.5Zr(％,质量分数;VW75)是一种获得批量应用的超高强耐热镁合金,但其弹性模量仅约为45 GPa,制约了其减重效果的充分发挥.以提升该合金弹性模量为目的设计了3种成分合金:VW75+1Si,VW75+2Si和VW75+2Si+2Zn(％,质量分数),利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等研究了"铸锭→均匀化→挤压"过程的显微组织演变,研究了3种合金在200℃的时效硬化行为,并对挤压态和T5态合金的室温拉伸性能和动态弹性模量进行了测试.结果表明:VW75合金添加Si后在熔体中形成高熔点自生增强相颗粒,增强相存在严重的沉降现象.XRD分析表明增强相为Gd5Si3,YSi和Zr5Si3,并且多数RE-Si(RE:稀土元素)增强相颗粒同时具有两个成分迥异的区域,即心部的富Y区和外层的富Gd区,暗示熔体降温过程中YSi先形核,Gd5Si3随后以YSi为异质核心析出,添加Zn元素加重了沉降.3种铸态合金中增强相平均粒径位于3.8～5.5 μm区间,挤压后被破碎细化至3.4～3.7μm,且分布更加均匀.制备的3种合金中,VW75+2Si+2Zn合金铸态、挤压态和T5态弹性模量最高;挤压态VW75+2Si+2Zn合金具有最大的增强相面积分数(～9.4％)且增强相平均粒径仅～3.5 μm,其T5(挤压+人工时效)态弹性模量最高,达到53.4 GPa,但由于RE-Si增强相的出现严重弱化了稀土元素的固溶强化作用,造成抗拉强度和屈服强度大幅降低,同时造成该合金没有时效硬化效应.

关键词：镁合金、增强相、显微组织、力学性能、弹性模量

所属期刊栏目：48

分类号：TG146.2(金属学与热处理)

资助基金：江苏省科技厅项目;有研集团科技创新基金战略研究项目

在线出版日期：2024-08-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：796-807