分析AM80鎂合金組織性能

鎂合金因其質量輕、比強度和比剛度高、機加工 性能好、減震降噪、可回收等特點，被廣泛應用于汽 車、電子、航空航天、國防軍工等 領 域。目 前 常 用 的鎂合金系列有 Ｍｇ－Ａｌ、Ｍｇ－Ｚｎ、Ｍｇ－ＲＥ系等，其中 Ｍｇ－Ａｌ－Ｍｎ系（ＡＭ 系）鎂合金具有較高的延伸率和 韌性，常用于抗沖擊載荷及安全性較高的場合，如車 輪、車 門、座 椅 等。目 前 對 ＡＭ８０鎂 合 金 的 研 究 報道主要集中在合金元素強化及變形行為方面， 而熱處理對 ＡＭ８０鎂合金組織性能的影響鮮有報 道。有研究表明 ＡＭ６０鎂合金在４３０ ℃退火６ｈ 后有少量層片狀組織出現，且此時合金硬度與鑄態 相比 提 高 了 １５．２％。 本文探討不同退火工藝對 ＡＭ８０鎂合金組織及性能的影響，得 出 最 佳 的 熱 處 理工藝。

１ 實驗

采用商用 ＡＭ８０鎂合金鑄錠為原材料，其化學 成分如 表１所 示。將 ＡＭ８０鎂 合 金 鑄 錠 切 割 成 邊 長為１２ｍｍ 的正 方 體 和７１ｍｍ×１８ｍｍ×１８ｍｍ 的長方體試樣，在井式坩堝電阻爐中進行熱處理，并 用石墨粉覆蓋試樣，防止氧化。

由表１可知，ＡＭ８０鎂 合 金 的 主 要 合 金 元 素 為 Ａｌ元素，所 以 實 驗 溫 度 選 取 可 參 考 Ｍｇ－Ａｌ合 金 相 圖。根據 Ｍｇ－Ａｌ二元合金相圖可知，Ａｌ含量為８％ 時，該合金的 固 相 線 溫 度 為４９０ ℃，可 以 得 到 單 相 α－Ｍｇ組織的最低溫度為３７０ ℃，因此本實驗選取的 退火溫度分別為３７０、３８５、４００、４１５和４３０ ℃，保溫 時間分別是０、３、６、９、１２ｈ。利用 Ｘ射線 衍 射（ＸＲＤ）分 析 退 火 處 理 前 后 試 樣的相組成，利 用 光 學 顯 微 鏡（ＯＭ）觀 察 熱 處 理 前 后合金的組織變化，通過掃描電子顯微鏡（ＳＥＭ）和 能譜儀（ＥＤＳ）分析第二相形態的變化，并 測 試 其 硬 度、抗拉強度和斷后伸長率。探討不同退火溫度及 不同保溫時間對 ＡＭ８０鎂合金組織性能的影響，以 便得到改善其性能的熱處理工藝參數。

2 結果與分析

圖１為退火處理前后試樣的 ＸＲＤ 譜圖。由圖 １可見，ＡＭ８０鑄態合金由α－Ｍｇ基體和β－Ｍｇ１７Ａｌ１２相 組成，Ｍｎ和Ｚｎ含量較低，未能標出。經過４３０ ℃退 火處理６ｈ后的相組成與鑄態相同。這是因為在退 火保溫過程中部分第二相溶入基體，在隨爐冷卻過 程中溶入基體的第二相又重新析出，因此退火前后 相組成相同。

３ 結論

上海博迅通過上述分析，得出：
１）退火 處 理 前 后 ＡＭ８０ 鎂 合 金 均 由α－Ｍｇ 基 體、Ｍｇ１７Ａｌ１２相、ＭｇＺｎ相 組 成。退 火 處 理 后，第 二 相主要以層片狀析出。隨著退火溫度的升高，第二 相完全析出的時間變短，隨著退火時間的延長，第二 相析出數量增多，直至完全析出?！?br /> ２）退火處理后，合金硬度、強度及延伸率大部分比 鑄態高。４３０℃退火６ｈ后合金硬度為８０．１１ＨＢ，抗 拉強度為１６７．０２ＭＰａ，延伸率為２．６８％，此退火工 藝為最佳工藝。退火處理前后合金均為脆性斷裂。



 

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