《微量元素對Mg-Sn系合金時效雙峰行為的作用機制》是依託吉林大學，由劉國軍擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：微量元素對Mg-Sn系合金時效雙峰行為的作用機制
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：劉國軍
- 依託單位：吉林大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
時效雙峰行為是改善鎂合金高溫使用性能的重要手段。微量元素對鎂合金時效雙峰行為的影響報導較少。最近，我們發現經T6處理的Mg-Sn合金具有時效雙峰特徵，但其形成機理尚不清楚。本研究以此為切入點，通過HRTEM、SAED等現代材料研究方法全方位探索其沉澱相的析出動力學（形核、長大、析出序列）規律與沉澱相特徵（形態、尺寸、數量、分布、位相關係、界面結構等）的演化規律；進而以合金化的Mg-Sn系雙峰合金為研究對象，研究微量元素（Zn、Y、Ca等）對雙峰合金時效析出行為、沉澱相特徵變化、時效雙峰行為和微觀組織演化的影響規律；結合力學性能評價，闡明Mg-Sn合金時效雙峰形成的本質原因，揭示微量元素對Mg-Sn系雙峰合金的時效雙峰行為的作用機制，為研發新型高溫服役鎂合金提供一個新的線索。
結題摘要
Mg-Sn合金是一種可沉澱強化的鎂合金，項目通過採用添加合金化元素Zn及熱處理工藝等手段調控Mg-Sn合金的時效析出行為，並利用現代研究方法獲得了不同時效階段的沉澱相β特徵，結合拉伸性能測試，重點揭示了少量Zn對Mg-Sn合金析出行為、微觀組織和力學性能的影響規律。研究發現，T6處理的Mg-Sn-(Zn)合金均表現出時效雙峰特徵，第一個時效峰值主要是非連續析出β相的硬化效果，時效谷主要是非連續析出β相粗化的結果，第二個時效峰值主要是晶內連續析出β相的結果。與Mg-Sn二元合金相比，1.0 wt % Zn的添加使其時效峰值硬度提高約14HV，同時其室溫抗拉強度、屈服強度分別提高22.4%和52%，延伸率略有下降。通過添加少量的Ca和Y，T6處理Mg-Sn-Ca和Mg-Sn-Y合金時效硬化曲線並未表現出明顯的時效雙峰特徵，其原因在於其合金凝固時在晶界處形成的高熔點的MgSnCa/Y相在固溶處理時很難固溶入基體，減弱了合金的時效硬化能力和沉澱強化效果。 基於以上，進一步研究了Al、Zn共摻對Mg-Sn合金時效行為的影響，獲得了一種高強度鑄造Mg-Al-Sn-Zn鎂合金，其室溫屈服強度達到166MPa，抗拉強度達到287MPa，延伸率為7.9%，重點揭示了Zn含量對合金組織、時效硬度與拉伸性能的影響規律與作用機制，該合金的強化效果得益於連續與非連續析出的β與γ相，其中非連續析出的γ相起主要強化作用，其與母相的位向關係為Burgers OR。
