含La和Gd的AZ80镁合金的组织与性能研究

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镁合金是迄今最轻的金属结构材料,具有良好的综合性能,具有高的比强度和比刚度、高热导率、易于回收利用、阻尼性能好、电磁屏蔽效果好等优点,在航空航天、汽车、3C产品等领域有着广泛的应用,但镁合金绝对强度不高,是阻碍其大规模应用的主要障碍之一。AZ80是典型的高强工业镁合金,但因其存在大量低熔点共晶相,塑性变形工艺窗口窄,同时其耐热性差。因此,本文在AZ80镁合金中进一步添加了 La和Gd稀土元素,并对其进行挤压变形,研究了其一次挤压态、二次挤压态以及时效处理对组织与力学性能的影响,并对其电导率进行了研究,得出如下主要结论:(1)AZ80在较低温度(<230℃)进行一次挤压时(挤压速度为0.2mm/s,挤压比为24.3),强度随挤压温度的升高而升高,但伸长率无明显变化。合金在230℃挤压时,力学性能最为均匀,综合力学性能达到最优,抗拉强度最大为317MPa,屈服强度为223.1MPa,伸长率为13.9%;时效处理后,组织中有大量β-Mg17Al12相析出,合金的室温强度提高,塑性下降,抗拉强度达到333.4MPa,屈服强度达到233.8MPa,伸长率为8.6%;(2)AZ80在较低温度(280℃)和较快速度(1mm/s)进行一次挤压时,由于挤压速度快,变形不均匀,导致组织不均匀,力学性能较差;AZ80在较高温度(330℃)和较慢速度(0.5mm/s)进行一次挤压时,变形组织均匀,力学性能较好,抗拉强度达到319MPa,屈服强度达到221.6MPa,伸长率为14.8%;(3)一次挤压条件不同的AZ80在二次挤压变形后,塑性均提高,但强度下降,一次挤压条件相同的AZ80在进行二次挤压时,随二次挤压温度的升高,强度有上升趋势,但塑性下降。在330℃进行二次挤压时,合金综合力学性能达到最优,抗拉强度为311.5MPa,屈服强度为204.7MPa,伸长率为16%;时效处理后,组织中有大量β-Mg17Al12相析出,合金室温强度提高,塑性下降,抗拉强度达到325.8MPa,屈服强度达到221.5MPa,伸长率为10.6%;(4)一次挤压及二次挤压条件对AZ80的电导率没有明显影响,T5时效处理能大幅度提高合金的电导率,主要是由于大量β-Mg17Al12相析出减少了固溶在基体中的原子含量,晶格畸变减弱,进而减小了其对电子移动的阻碍作用。
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