西安理工大学学报Journal of Xi’an University of Technology(2012)Vo1.28 No.1 文章编号:1006-4710(2012)O14)111-04 热处理工艺对AZ80镁合金显微组织的影响 王志虎 ,张菊梅 ,蒋百灵 (1.西安理工大学材料科学与工程学院,陕西西安710048; 2.西安科技大学材料科学与工程学院,陕西西安710054) 摘要:利用光学显微镜、扫描电子显微镜、x射线衍射仪等分析手段研究了固溶时效及退火工艺对 AZ80铸造镁合金显微组织的影响。结果表明,固溶处理可获得单相a—Mg固溶体组织;在随后的 时效处理中p-Mg。 A1,2相以连续析出和不连续析出两种方式重新析出;在退火处理的缓慢冷却过 程中[3-Mg17A1l2相以层片状形式析出;退火后的球化处理使层片状-Mg ,A1l2相通过自身溶断的方 式获得均匀细小的球状B-Mg, A1, 相。 关键词:固溶时效;退火处理;AZ80镁合金;显微组织 中图分类号:TG146.2 文献标志码:A TlIe Effect Of the Heat Treatment on the Microstructure of AZ80 Magnesium Alloy WANG Zhihu ,ZHANG Jumei ,JIANG Bailing (1.Faculty of Materials Science and Engineering,Xi’an University of Technology,Xi’aII 710048,China; 2.Faculty of Materials Science and Engineering,Xi’an University of Science&Technology,Xi’an 710054,China) Abstract:The effects of solution—aging and annealing treatment on microstrueture of AZ80 magnesium a1. 1oy are investigated by means of optical microscopy,scanning electron microscopy and X—ray diffraction. nle results show that the single supersaturated solid solution Can be obtained after solution treatment.and that the p—Mgl7 A1l2 phase is separated out from仅·Mg matrix with discontinuous and continuous precipita— tions in the subsequent aging treatment.During the slow cooling process of annealing treatment,the la- mellar p-Mgl7 A112 phase is precipitated from -Mg matrix. e lamellar p-Mg17 A112 phase can be trans- formed into nodular B-Mgl7 A1l2 phase by dissolving themselves in the following spheroidizing treatment. Then,the small,uniform and nodular B-Mgl7 AIl2 phase can be obtained. Key words:solution—aging;annealing treatment;AZ80 magnesium alloy;microstructure 镁合金的比强度和比刚度均优于铝合金和钢, 且具有良好的减震降噪性能、切削加工性能以及易 回收性,目前被广泛用于汽车、航空和3C产品等行 业中 1-4]。镁铝合金是目前商业应用最广泛的镁合 金之一。铝含量低于6%的镁铝系合金强度指标难 以满足工程结构件的使用要求,但铝含量过高又会 导致合金韧性的降低。铸态镁铝合金组织中,呈断 续网状的~3-Mg。,AI :铝镁金属间化合物分布在基体 仅一Mg的晶界处,因而AZ80、AZ91等高Al含量镁合 金的韧性降低、变形能力下降 引,从而限制了镁合 金进一步的应用开发。已有的研究结果表明 , 通过固溶及固溶加时效的处理可促使镁铝合金组织 中B—Mg。,A1,:相形貌发生改变,从而提高高铝镁合 金的力学性能。但对于高铝镁合金组织中不同形貌 的-Mg AI,:第二相的获取以及与力学性能之间的 关系,还鲜见报道。 本研究采用铸态AZ80镁合金作为试验材料, 探讨合金显微组织在不同热处理工艺条件下的演变 规律,从而为提高高铝镁合金强韧性提供理论依据。 1试验材料及方法 试验材料为连续铸造生产的AZ80镁合金铸 锭,其名义化学成分为:8.5AI,0.4Zn,0.2Mn,余量 为Mg。在型号为SX-2.5-10的箱式电阻炉中进行 热处理,炉温波动范围控制在±4aI=。固溶处理工艺 为,将铸态试样加热到415 ,保温24 h,于水中淬火 收稿日期:2011-10-12 基金项目:西安理工大学2012年校青年基金资助项目(101-211110)。 作者简介:王志虎(1978-),男,甘肃金塔县人,讲师,研究方向为镁铝合金的强韧化。E-mail:zhihu_wang@163.cos。 114 西安理工大学学报(2012)第28卷第1期 3结论 1)固溶处理可以使AZSO铸造镁合金中粗大的 网状共晶B-Mg。,A1 :相完全溶解,获得单一的ot-Mg 固溶体组织,在随后的时效处理中B·Mg ,AI。:相以 连续析出和不连续析出两种方式重新析出; 2)在退火处理的缓慢冷却过程中B-Mg。,A1。:相 以珠光体型的沉淀方式从ot—Mg过饱和固溶体中脱 溶析出,获得层片状组织,片层间距约为2~3‘Lm; 3)层片状B-Ms。,AI。 相在保温球化处理中,通 过自身溶断的方式可以获得均匀细小的球状B- Mgl7AI12相。 参考文献: [1]Mordike B L,Ebert T.Magnesium properties—applications- potential[J].Materials Science and Engineering,2001, 302:37-45. [2]罗思东.镁合金在汽车上的开发与应用[J].汽车工艺与 材料,2OO4,(6):38_41. Luo Sidong.Magnesium alloy development and application in automobile[J].Automobile Technology and Material, 2004,(6):3841. [3]李元元,张卫文,刘英,等.镁合金的发展动态和前景展 望[J].特种铸造及有色合金,2004,(1):l4.17. Li~uanyuan,Zhang Weiwen,“u Ying,et a1.The devel— opment andforecast ofmagnesium anoy[J].Special Casting and Nonferrous Alloys,2OO4,(1):14-17. [4]Gray J E,Luan B.Protective coatings on magnesium and its alloys-a critical review[J].Journal of Alloys and Com- pounds,2002,36:88-113. [5]屠怡范,陈晶益,张波萍,等.A7_~1铸造镁合金的物相和 显微组织[J].铸造,2006,155(5):509-512. Tu Yifan,Chen Jingyi,Zhang Boping,et 81.Phases and mi- erostrueture of as-cast AZ_31 magnesium alloy[J].Found- ry,2006,155(5):509-512. [6]Baghni I M,Wu Yinshun,Li Jiuqing,et a1.Mechanical properties and potential applications of magnesium alloys [J].Transcation Nonferrous Metal Society China,2003, 13(6):1253—1259. [7]Cizek L,Greger M,Pawlica L.Study of selected proper- ties ofmagnesium alloyAZ91 afterheattreatmentandform- ing[J】.Journal ofMaterials ProcessingTechnology,2OO4, 157-158:466-471. [8]王志虎,张菊梅,袁森.镁合金强韧化处理研究进展 [J].铸造技术,2006,27(1):84-86. Wang Zl~hu,Z}哪g Jumei,Yuan sen.Research and de- velopment in strengthening and toughening of magnesium alloy[J].Foundry Technology,2006,27(I):84.86. [9]张菊梅,蒋百灵,王志虎,等.固溶及时效处理对AZ80镁合 金显微组织的影响[J].金属热处理,20O7,32(10):6-10. Zhang Jumei,Jiang Bailing,Wang Zldhu,et a1.Effects of solution and aging on microstructure of AZ80~esium al- loy[J].HeatTreatmentofMetals,2007,32(10):6-10. [1O]张菊梅,蒋百灵,王志虎,等.固溶温度对AZSO镁合金 析出相B-Ms。, 。 及性能的影响[J].材料热处理学 报,2007,28(6):63-66. Zhang Jumei,Jiang Bailing,Wang Zhihu,et a1.Effects of solution temperature oil precipitation of p-Mgl7AIl2 phase and mechanical properties of AZS0 magnesium alloy[J]. Transactions of Materials and Heat Treatment,2007,28 (6):63-66. [11]刘正,刘重阳,王中关,等.固溶和时效对压铸AZ91HP 合金力学性能的影响[J].金属学报,1999,35(8): 869_873. LiuZheng,LiuChongyang,WangZhongguan,et a1.Influ- ence of solution and agillg ou mechanical properties of AZglHP die—casting alloy[J].Acta Metallurgica Sinica。 1999,35(8):869-873. [12]唐伟,韩恩厚,徐永波,等.热处理对AZS0镁合金结构 及性能的影响[J].金属学报,2005,41(11): 1 199.1206. Tang Wei,Hall Enhou,Xu Yongbo,et a1.Effect of heat treatment on microstructure and properties ofAZSO mag- nesium alloy[J].Acta Metallurgica Siniea,2005,41 (11):1199—1206. [13]Duly D,Simon J P,Brechet Y.On the competition be. tween continuous and discontinuous precipitations in bina- ry Mg—AI alloys[J].Aeta Metall Mater,1995,43: 101.1O6. [14]许娟,李鹏飞,郭锋.热处理对AZ91D镁合金相结构的 影响[J].材料热处理学报,2011,4(4):30-33. Xu Juan,Li Pengfei,Guo FeIlg.The effect of heat treat- ment on mierostructure ofAZ91D alloy[J].Transactions of Materials and Heat Treatment,2011,4(4):30-33. (责任编辑李虹燕)