熱處理對擠壓變形Mg-12Gd-3Y-0.6Zr耐磨板力學性能及顯微組織的影響

  耐(nai)磨(mo)板(ban)是(shi)目前工程機械、礦(kuang)山、生產(chan)等應用(yong)中最(zui)廣泛的(de)(de)金屬結構材料(liao),具有(you)高硬(ying)度、高強(qiang)度、高韌性、良好的(de)(de)切削加工性以(yi)及易回收(shou)等優點,另(ling)外在(zai)汽車、電(dian)子、航(hang)(hang)空航(hang)(hang)天(tian)等領域也具有(you)廣闊的(de)(de)應用(yong)前景。Mg-Gd-Y-Zr系(xi)耐(nai)磨(mo)板(ban)因為它的(de)(de)高強(qiang)耐(nai)磨(mo)性能(neng),越來(lai)越受到人們的(de)(de)關注。該耐(nai)磨(mo)板(ban)是(shi)典型的(de)(de)熱處理(li)可(ke)強(qiang)化鎂合(he)金,熱處理(li)工藝對該耐(nai)磨(mo)板(ban)的(de)(de)組織(zhi)和性能(neng)有(you)明顯的(de)(de)影響。本文研(yan)究(jiu)了(le)擠壓(ya)態Mg-12Gd-3Y-0.6Zr耐(nai)磨(mo)板(ban)經固溶(T4)、時(shi)效(T5)和固溶+時(shi)效(T6)處理(li)后顯微組織(zhi)和力(li)學(xue)性能(neng)變化,以(yi)期為該耐(nai)磨(mo)板(ban)的(de)(de)實際應用(yong)和熱處理(li)工藝的(de)(de)制定提供參考。

  采(cai)用(yong)鑄錠(ding)冶金(jin)法制(zhi)備(bei)Mg-12Gd-3Y-0.6Zr(質量分數,下同)耐磨(mo)(mo)板。實(shi)驗(yan)用(yong)材(cai)料為工業(ye)純(chun)鎂、鎂釓(30.47%Gd)中間(jian)合(he)金(jin)、鎂釔(yi)(31.72%Y)中間(jian)合(he)金(jin)和(he)鎂鋯(30.16%Zr)中間(jian)合(he)金(jin)。在(zai)730~750℃熔(rong)化,采(cai)用(yong)CO2+SF6混合(he)氣(qi)體保護。澆注成Φ180mm的圓(yuan)錠(ding),經530℃均勻化退火24h后,在(zai)450℃進行(xing)擠壓(ya)(ya),擠壓(ya)(ya)比(bi)為16∶1。擠壓(ya)(ya)后的耐磨(mo)(mo)板進行(xing)固(gu)溶(T4)、時效(T5)和(he)固(gu)溶+時效(T6)三種(zhong)熱(re)處理。固(gu)溶處理時采(cai)用(yong)70~80℃的溫水冷卻。

  擠壓態Mg-12Gd-3Y-0.6Zr耐磨板在不(bu)同熱處(chu)理(li)狀態(tai)下硬度和(he)強(qiang)(qiang)度等力(li)(li)學(xue)性能變化(hua)明顯。經T5熱處(chu)理(li)后其屈(qu)服強(qiang)(qiang)度和(he)抗拉強(qiang)(qiang)度分別達到(dao)372、403MPa,也保持一定的(de)塑性,綜合(he)力(li)(li)學(xue)性能較佳(jia)。盡(jin)管T6態(tai)的(de)時(shi)效強(qiang)(qiang)化(hua)效果優(you)于T5態(tai)合(he)金,但(dan)晶粒長大嚴(yan)重降(jiang)低了合(he)金的(de)力(li)(li)學(xue)性能,導致T6熱處(chu)理(li)的(de)強(qiang)(qiang)度和(he)塑性比(bi)T5態(tai)均(jun)有所下降(jiang)。故在實際(ji)工藝生產中,對Mg-12Gd-3Y-0.6Zr擠壓態(tai)耐磨板,宜采(cai)用(yong)T5熱處(chu)理(li)方法。