Mg-8Zn-4Al-(0～1)Sr鎂合金鑄態(tài)組織中的第二相研究

吳菊英，李景仁，張晉濤，羅 麗，楊明波，吳 璐，潘虎成

(1.四川工程職業(yè)技術學院 材料工程系,四川 德陽 618000；2.東北大學 材料科學與工程學院，沈陽 110819； 3.重慶理工大學 材料科學與工程學院，重慶 400054；4.中國核動力研究設計院核燃料及 材料國家重點實驗室，成都 610041)

鎂及鎂合金因為具有較低的密度、較高的比強度和比剛度、良好的減震性能和電磁屏蔽性能、良好的切削加工性能以及生物相容性和可回收性等一系列優(yōu)勢廣泛應用于航空航天、交通運輸、3C電子等領域[1-11]。目前廣泛商用的鎂合金包括AZ系鎂合金如AZ31、AZ91等。但是面對日益苛刻的使用環(huán)境，商業(yè)鎂合金仍需進一步提高性能。AZ系鎂合金由于存在低熔點的γ-Mg17Al12相其力學性能在高于120 ℃時急劇下降。為提高鎂合金的高溫性能，研究者們做了大量工作，研發(fā)了大量耐熱鎂合金系。譬如，在AZ系合金成分的基礎上，增加Zn的含量，控制Zn/Al比，開發(fā)出了ZA系鎂合金，如ZA84、ZA102、ZA104、ZA124等[12]。在已經(jīng)試制研究的耐熱鎂合金系中，Mg-Zn-Al系合金由于具有較低的成本、較好的高溫性能和優(yōu)良的鑄造性能等優(yōu)勢，被認為是一種有發(fā)展?jié)摿Φ母邷乜谷渥冩V合金[13-14]。Yang等[15]和楊明波等[16]認為Mg-Zn-Al系合金高溫抗蠕變機理主要在于通過增加Zn的含量和控制Zn/A1百分比，在鎂合金中形成諸如Mg32(Al,Zn)49和/或MgZn等耐熱合金相，其中Mg32(Al,Zn)49相的熔點為535 ℃，高于AZ系中的γ-Mg17Al12相的熔點，從而提高鎂合金的高溫抗蠕變性能。雖然從微觀組織控制的角度認為Al含量越少越容易得到Mg32(Al,Zn)49和/或MgZn等耐熱合金相，但綜合考慮其力學、鑄造性能及材料密度等因素，Mg-Zn-A1系耐熱鎂合金中Zn和Al的含量應有一個較為合適的比例：當Al量小于8%時，隨著Zn含量增加，合金抗拉強度提高，伸長率有所下降；……