粉末冶金法制备ZK60高强镁合金.pdf

  • 文档大小:1.42 MB
  • 文档格式:pdf
  • 约 6页
  • 2022-04-07 发布
  • 举报
粉末冶金法制备ZK60高强镁合金1 粉末冶金法制备ZK60高强镁合金2 粉末冶金法制备ZK60高强镁合金3 粉末冶金法制备ZK60高强镁合金4 粉末冶金法制备ZK60高强镁合金5 粉末冶金法制备ZK60高强镁合金6
已阅读完毕,您还可以下载文档进行保存
文档单价:1.00 会员免费
开通会员可免费下载任意文档
  1. 1、本文档共6页,内容下载后可编辑。
  2. 2、本文档内容版权归属内容提供方,所产生的收益全部归内容提供方所有。如果您对本文有版权争议,可选择认领。
  3. 3、本文档由用户上传,本站不保证质量和数量令人满意,可能有诸多瑕疵,付费之前,请仔细先通过免费阅读内容等途径辨别内容交易风险。如存在严重挂羊头卖狗肉之情形,可联系本站下载客服投诉处理。
 72   材料工程/2010年5期   快速凝固/粉末冶金法制备ZK60高强镁合金         HighStrengthZK60MagnesiumAlloyProducedbyRapid   Solidification/PowderMetallurgyProcess       张振亚,于化顺,王少卿,王海涛,闵光辉   (山东大学材料液固结构演变与加工教育部重点实验室,济南250061) —  —  —  —  — ZHANGZhenya,YUHuashun,WANGShaoqing,WANGHaitao,MINGuanghui   —       (KeyLaboratoryforLiquidSolidStructureEvolution&ProcessingofMaterials.     MinistryofEducation,ShandongUniversity,Jinan250061,China)           摘要:采用快速凝固/粉末冶金法(RS/PM)制备块体ZK60(Mg一5.52Zn一0.33Zr,质量分数/%)镁合金,研究了挤压态合 ℃      金在200,300退火1h后微观组织和力学性能的变化。结果表明:挤压致密化过程中,合金粉末颗粒在剪切力作用下被          ℃  拉长,内部晶粒碎化成小角度亚晶粒、位错胞和条带状亚晶,第二相纳米颗粒沿亚晶界随机分布;随后200退火后,组    ℃      织发生不完全再结晶,位错密度有所降低;而在300退火后,合金组织发生完全再结晶,形成平均尺寸约2.5/ ̄rn的等轴         晶,同时晶内析出大量Bz相。挤压态合金的屈服强度和延伸率分别为394MPa,15.2%;随着退火温度的升高,强度略有    下降,塑性提高,合金综合性能优异。       关键词:快速凝固/粉末冶金;ZK6O镁合金;退火处理;组织与性能   中图分类号:TG146.22  文献标识码:A —— 文章编号:10014381(2010)050072-06        — Abstract:ThemicrostructuresandmechanicalpropertiesofZK60(Mg一5.52Zn一0.33Zr,massfrac          — tion/)bulkalloysfabricatedbyrapidsolidification/powdermetallurgyprocess(RS/PM)andsubse                quentlyannealedat200,300 ̄Cforlhwereinvestigated.Theresultsshowthatsphericallyshaped              powderiselongatedundersevereshearstressduringextrusion.Moreover,therefinedprimarygrains                — gainedbyhighcoolingratearebrokenintolowanglesubgrains/dis1ocationceltsasweliaslathsub    —        grains,andthesecondphasenanoparticlesaredistributedrandomlyalongsubgrainboundaries.By  ℃           annealingat200forlh,thedislocationdensitydecreases,whiletheincompleterecrystallization     —          happensinmatrix.Incontrast,whenasextrudedbulkalloyisannealedat300 ̄Cforlh,thecomplete           Ⅱ    crystallizationtakesplaceandfineequiaxedgrainswithaveragesizeof2.5mform.Simultaneous,                moreamountofzphaseareprecipitatedwithingrains.Theyieldstrengthandductilitytofailureof—               — asextrudedbulkalloyareupto394MPaand15.2%,respectively.Withincreaseofannealingtemper            — ature,theductilityfurtherenhancesatalittlesacrificedofstrength,whichexhibitsexcellentmechan  icalproperties.      — Keywords:rapidsolidification/powdermetallurgy;ZK60magnesiumalloy;annealingtreatment;mi     crostructuresandmechanicalproperty 镁合金是迄今为止实际应用中最轻的金属结构材     料,具有低密度,高比强/比刚度,易回收,良好的电磁  屏蔽和抗辐射能力等诸多优点,面对全球性能源危机  和环保需求,镁合金作为交通运输业的结构化材料潜  力巨大]。在推广镁合金的应用方面,面临着两个必   须解决的问题,一个是镁合金强度低的问题,其次是镁  合金塑性差的问题。晶粒细化的方法可以同时改善二         — 者,其中主要包括快速凝固/粉末冶金(RapidSolidifi    cation/PowderMetallurgy,RS/PM)、喷射沉积(Spray            Deposition,SD)、大塑性变形(如大比例挤压、等径角    挤压(EqualChannelAngularPressing,ECAP)、高压     扭转(HighPressureTorsion,HPT))等]。RS/PM  与其他工艺相比,可以显著细化合金粉末的晶粒组织, 致密化后可以使组织进一步细化到亚微米甚至纳米数     量级,且得到的是致密的块体超细晶材料,因而RS/                   PM成为当前制备高性能镁合金的一个研究热 点[4-1a]。      已有的RS/PM制备镁合金的研究,多集中在合  快速凝固/粉末冶金法制备ZK60高强镁合金 77       金发生完全再结晶,形成平均尺寸约2.5肚m的等轴  晶。  (2)ZK6o合金粉末中富Zn相经挤压破碎成纳米                  颗粒,随机分布在亚晶界上,起到弥散强化效果;在℃   300/lh退火后,随着晶粒长大,其对晶界钉扎效果            减弱,而B。相的析出强化效果增强。  (3)挤压后ZK60合金屈服强度和延伸率分别高             达394MPa,15.2,力学性能优异;采用退火处理,可 进一步调整合金的综合力学性能。 参考文献    —— [1]MORDIKEBL,EBERTT.Magnesium:propertiesapplications    potential[J].MaterialsScienceandEngineering,2001,A302—  (1):3745.         [2]KUBOTAK,MABUCHIM,HIGASHIK.Processingandme   —   ehanicalpropertiesoffinegrainedmagnesiumalloys[J].Journal   —  ofMaterialScience,1999,34(10):22552262.       [31VIswANATHANv,LAHAT,BALANIK,eta1.Challenges     — andadvancesinnanocompositeprocessingtechniques[J].Materi   —   alsScienceandEngineering,2006,R54(56):12l一285.      — [4]WATANABEH,MABUCHIM,HIGASHIIK,eta1.High—        — strainratesuperplasticityatlowtemperatureinaZK61magnesi       umalloyproducedbypowdermetallurgy[J].ScriptaMaterialia,—  1999,41(2):209213.         [5]GUOXF,sHEcHTMAND.Reciprocatingextrusionofrapidly —    solidifiedMg一6Zn一1Yo.6Ce-0.6Zralloy[J].JournalofMaterials — —  ProcessingTechnology,2007,187188:640644.       — [6]KAwAMuRAY,HAYASHIK,INOUEA,eta1.Rapidlyso            lidifiedpowdermetallurgyMg97ZnlYzalloyswithexcellenttensile     yieldstrengthabove600MPa[J1.MaterialsTransactions,2001,—  42(7):11721176.       [7]NISHIDAM,KAwrAMURAY,YAMAMUROT.Formationprocess          ofuniquemicrostructureinrapidlysolidifiedMg97ZnlY2alloy[J].      — — MaterialsScienceandEngineering,2004,A375377:1217 1223.       — [83SRIVATSANTS,VAsuDEvANS,PETRAROLIM.Theten         siledeformationandfracturebehaviorofamagnesiumalloy[J1.    ——  JournalofAlloysandCompounds,2008,461(12):154159.       — [93MORAE,GARCESG,ONORBEE,eta1.High-strengthMg—      — ZnYalloysproducedbypowdermetallurgy[J].SeriptaMateria—  lia,2009,60(9):776779.           [101MAENGDY,KIMTS,LEEJH,eta1.Microstructureand      —  strengthofrapidlysolidifiedandextrudedMgznalloys[J].  —  ScriptaMaterialia,2000,43(5):385389.           [11]KUMARS.Somestudiesonhotextrusionofrapidlysolidified      — Mgalloys[J].JournalofMaterialsEngineeringandPerform—  ance,2006,15(1):4146.       [12]SUGAMATAM,HANAWAS,KANEKOJ.Structuresand     —   mechanicalpropertiesofrapidlysolidifiedMgYbasedalloys[J].      —  MaterialsScienceandEngineering,1997,A226228:861 866.      — [13]sOMEKAwAH,SINGHA,MUKAIT.Microstructureevo   —        lutionofMgZnbinaryalloyduringadirectextrusionprocess — [J].ScriptaMaterialia,2008,60(6):411414.     — [14]SHAHZADM,WAGNERL.Microstructuredevelopmentdur     ——  — ingextrusioninawroughtMgZnZralloy[J].ScriptaMateria—  lia,2009,60:536538.            [15]李月珠.快速凝固技术和材料[M].北京:国防工业出版社,   1993.8l1.       — [16]INOUET,TORIZUKAS,NAGAIK.Effectofsheardeforma        tiononrefinementofcrystalgrains[J].MaterialsScienceand—  Technology,2002,18:10071015.       [17]田素贵,于宏,张禄廷,等.一种变形低碳锰硼钢中条带状亚结构 — 的组织演变[J].金属学报,2003,39(8):826830.       [18]SOMEKAWAH,SINGHA,MUKAIT.Effectofprecipitate       — —  shapesonfracturetoughnessinextrudedMgZn-Zrmagnesium   — alloys[J1.JournalofMaterialsResearch,2007,22(4):965 973.         — [19]BUHAJ.GrainrefinementandimprovedagehardeningofMg         ZnalloybyatraceamountofV[J].ActaMaterialia,2008,56—  (14):35333542.        [201陈振华。严红革,陈吉华,等.镁合金[M].北京:化学工业出版 — 社,2004.3334.          — [21]DINGWJ,LIDQ,WANGQD,eta1.Microstructureandme   — ———  chanicalpropertiesofhotroiledMgZnNdZralloys[J].Materi   — —  alsScienceandEngineering,2008,A483484:228230.         — [223WONGWLE,GUPTAM.DevelopmentofMg/Cunanocom      positesusingmicrowaveassistedrapidsintering[J].Composites  — —  ScienceandTechnology,2007,67(78):15411552.     — [23]HESM,PENGLM,ZENGXQ,eta1.Comparisonofthemi          crostructureandmechanicalpropertiesofaZK60alloywithand       without1.3wt.gadoliniumaddition[J].MaterialsScienceand— —  Engineering,2006,A433(12):175181.       [24]NAKASHIMAK,IWASAKIH,MORIT,etaI.Mechanical          propertiesofapowdermetallurgicallyprocessedMg一5Y6Rea卜   — loyEJ].MaterialsScienceandEngineering,2000,A293(12):  15一】8.  ——   — 收稿日期:20090514;修订日期:20100228       作者简介:张振亚(1981一),男,博士研究生,从事高性能镁合金制备方     面工作,联系地址:山东省济南市山东大学液固结构演变及加工教育部—重点实验室(250061),Email:yuhuashun2002@yahoo.cor n.cn
祥福铺
该用户很懒,什么也没介绍
文档单价:1.00 会员免费
开通会员可免费下载任意文档