引言 Mg-Al 系镁合金具有较高的室温强度、优良的(2)
2013-04-25 01:29
导读：目前的研究表明[16]，镁合金的蠕变主要通过位错滑移和晶界滑动2 种方式进行。 本实验合金的蠕变是在200℃/56 MPa 的条件下实施的，此条件可大致认为是高
目前的研究表明[16]，镁合金的蠕变主要通过位错滑移和晶界滑动2 种方式进行。
本实验合金的蠕变是在200℃/56 MPa 的条件下实施的，此条件可大致认为是高温低应力环境。因此，按照目前研究者对镁合金蠕变机制在不同条件下普遍的研究结果可知，本实验系列合金的主要蠕变机制可认为是由晶界滑移和晶界迁移导致的晶界滑动，而位错滑移可认为是合金蠕变过程中次要的机制。
许多研究表明[17]，Mg-Al 系的AZ91 合金高温蠕变性能差的主要原因是分布在晶界的β相(Mg17Al12)熔点较低(473℃)，在高温条件下易变形，无法钉扎住晶界，导致晶界滑动。因此，控制合金晶界处低熔点β 相的数量，重新生成高熔点的晶界强化相，且使其均匀弥散分布就成为改变Mg-Al 系合金蠕变性能的关键。通过研究在AM80 合金基础上加入Ca 后的AM80-xCa 合金的组织变化情况，可知Ca 的添加大幅抑制了β 相的共晶析出，且生成了高熔点Al2Ca 相。Al2Ca 相在高温过程中基本不出现软化、分解等变化，且该相的体积分数在AM80-xCa 合金晶界处占主导地位。因此，AM80-xCa 合金的晶界在蠕变过程中得到更长效的钉扎，限制了晶界滑移和迁移。
显示了合金蠕变100 h 后纵向截面的金相照片，图中A 区代表非连续析出的β-Mg17Al12 相，B 区代表连续析出的β-Mg17Al12 相。显示了合金蠕变100 h 后纵向截面的SEM 形貌。
虽然AM80-xCa 合金的蠕变性能较AM80 合金有所改善，但在AM80-xCa 合金中，Al2Ca相依然是大块或者骨骼状，这种形貌很容易导致其在受力过程中产生应力集中效应而萌生裂纹、扩展而导致合金过早断裂，从而降低其抑制晶界滑动的效果，恶化合金的蠕变性能。另外，合金晶界处及晶界附近骨骼状β 相及高温过程中非连续析出的β 相始终不利于合金蠕变性能的提高。
（转载自科教范文网http://fw.nseac.com） 在AM80-xCa 合金的基础上添加微量的变质剂Sr，Sr 对AM80-1.3Ca 合金组织中β 相和Al2Ca 相的形态、数量及分布有明显的影响。对于AM80-1.3Ca-0.5Sr 合金来说，0.5% Sr最大程度减少了组织中低熔点β 相的生成，降低了β 相软化、粗化对合金抗蠕变性提高所带来的负面影响；也生成了一定数量的Al4Sr 相，使Al2Ca 和Al4Sr 高熔点相在晶界附近的体积分数增加，虽然这些高熔点相呈一定程度的网状分布，但却能更好地抑制高温低应力下晶界的滑移和迁移。另外，0.5% Sr 使合金基体中Al 的固溶度有所提高，这无疑有助于阻碍合金在蠕变过程中位错的滑移和攀移，从而在一定程度上减少蠕变变形的进程。在高温蠕变过程中，Mg-Al 系合金晶界处非连续析出的β 相呈薄片状并与晶界几乎成直角，不仅为晶界滑移提供了更多的滑移表面，同时为临近晶粒的变形提供了额外的自由度，因而使晶界滑移和晶界迁移更易进行，不利于合金的抗蠕变性能。虽然AM80-1.3Ca-0.5Sr 合金基体中Al 的过饱和固溶度被提高，但显示，合金晶界附近非连续析出相的数量却变得更少，组织稳定性更高，这些组织变化均有利于合金蠕变性能的提高。
按照Sr 在AM80-xCa 合金中的作用效果可推知，随Sr 的质量分数由0.1%增加至0.5%，AM80-1.3Ca-Sr 合金的蠕变性能是逐步提高的。但是实验结果显示，AM80-1.3Ca-0.3Sr 合金的蠕变性能却突然恶化。由中AM80-1.3Ca-0.3Sr 合金组织可知，合金的二次相基本呈长条状或针状分布于晶界处，这种二次相的形貌特征从理论上讲，极易降低晶粒间的强度，并使合金在较低载荷下产生应力集中而萌生裂纹，不利于阻碍晶界滑动。因此，可以认定AM80-1.3Ca-0.3Sr 合金这种二次相形貌的特征是导致蠕变性能恶化的主要因素。
4 结论
（转载自科教范文网http://fw.nseac.com） 1）0.1%～0.5% Sr 对AM80-1.3Ca 合金中Al2Ca 相有较强的变质作用。通过Sr 对Al2Ca相颗粒的吸附和变质作用，使得该相由类似骨骼状逐渐变为小块状或条状，弥散分布在晶界处。随Sr 的质量分数由0.1%增至0.5%，Sr 逐步抑制β-Mg17Al12 相的析出，同时提高了Al2Ca相在晶界处的体积分数。
