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

  耐磨板是目前工程機械、礦山、生產(chǎn)等應(yīng)用中最廣泛的金屬結(jié)構(gòu)材料,具有高硬度、高強度、高韌性、良好的切削加工性以及易回收等優(yōu)點,另外在汽車、電子、航空航天等領(lǐng)域也具有廣闊的應(yīng)用前景。Mg-Gd-Y-Zr系耐磨板因為它的高強耐磨性能,越來越受到人們的關(guān)注。該耐磨板是典型的熱處理可強化鎂合金,熱處理工藝對該耐磨板的組織和性能有明顯的影響。本文研究了擠壓態(tài)Mg-12Gd-3Y-0.6Zr耐磨板經(jīng)固溶(T4)、時效(T5)和固溶+時效(T6)處理后顯微組織和力學(xué)性能變化,以期為該耐磨板的實際應(yīng)用和熱處理工藝的制定提供參考。

  采用鑄錠冶金法制備Mg-12Gd-3Y-0.6Zr(質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同)耐磨板。實驗用材料為工業(yè)純鎂、鎂釓(30.47%Gd)中間合金、鎂釔(31.72%Y)中間合金和鎂鋯(30.16%Zr)中間合金。在730~750℃熔化,采用CO2+SF6混合氣體保護。澆注成Φ180mm的圓錠,經(jīng)530℃均勻化退火24h后,在450℃進行擠壓,擠壓比為16∶1。擠壓后的耐磨板進行固溶(T4)、時效(T5)和固溶+時效(T6)三種熱處理。固溶處理時采用70~80℃的溫水冷卻。

  擠壓態(tài)Mg-12Gd-3Y-0.6Zr耐磨板在不同熱處理狀態(tài)下硬度和強度等力學(xué)性能變化明顯。經(jīng)T5熱處理后其屈服強度和抗拉強度分別達(dá)到372、403MPa,也保持一定的塑性,綜合力學(xué)性能較佳。盡管T6態(tài)的時效強化效果優(yōu)于T5態(tài)合金,但晶粒長大嚴(yán)重降低了合金的力學(xué)性能,導(dǎo)致T6熱處理的強度和塑性比T5態(tài)均有所下降。故在實際工藝生產(chǎn)中,對Mg-12Gd-3Y-0.6Zr擠壓態(tài)耐磨板,宜采用T5熱處理方法。