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Si及Sb对铸态 Mg-Al-Si合金组织和力学性能的影响

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（ １ ． 陕西理工学 院 材料科学与工程学 院，陕西 汉中 ７ ２ ３ ０ ０ ３ ； ２ ． 西安铁路局 西安工务段 ， 陕西 西安 ７ １ ０ ０ ０ ０ ）
［ 摘
要］ 用 普通铸造 法制备 不 同 Ａ ｌ 、 Ｓ ｊ 含 量的 Ｍｇ — Ａ １ ． Ｓ ｉ 三种 合金 ， 研 究了ｓ ｉ 含 量和微 量 ｓ ｂ
对合金组织和力学性能的影响。结果表 明： 随着 ｓ ｊ 含量增加 ， 能逐渐提 高。添加 ０ ． ７ ５ ％ Ｓ ｂ后 ， 三 种 合金 均产 生 Ｍｇ ３ Ｓ ｂ ： 相， 粗 大 的 Ｍｇ ２ Ｓ ｉ 得 到 细
化， 呈相 对 弥散 分布 ， 合 金 的屈服 强度 和抗拉 强度 进一 步提 高 。拉 伸 断裂形 式为 准解理脆 性 断
裂。
［ 关
键
词 ］ Ｍｇ — Ａ １ － Ｓ ｉ 合金 ； Ｍｇ ２ Ｓ ｉ ； Ｓ ｂ ； 显微 组 织 ； 力 学性能 ［ 文 献标 识码 ］ Ａ
［ 中 图分类 号 ］ Ｔ Ｇ １ ４ ６ ． ２
０ 引 言
镁是继钢、 铝合金之后发展起来的新型结构材料 ， 其 中， 具有 良好的铸造性能和较高强度的 Ｍ ｇ — Ａ ｌ 基合金 （ 如Ａ Ｚ ９ １ ） 得到 广泛应 用 。 以 Ｍｇ — Ａ １ 二 元合 金为 基础 ， 通过 添加 Ｓ ｉ 、 Ｒ Ｅ、 Ｃ ａ 、 Ｓ ｒ 等合 金 元 素 ， 先 后 开发 出 了 Ｍｇ — Ａ １ 一 Ｓ ｉ （ Ａ ｓ ） 系、 Ｍ ｇ — Ａ １ 一 Ｒ Ｅ（ Ａ Ｅ） 系、 Ｍｇ — Ａ １ － Ｃ ａ （ Ａ Ｘ） 系、 Ｍｇ — Ａ １ － Ｃ ａ — Ｒ Ｅ（ Ａ Ｃ Ｍ） 系和 Ｍ ｇ － Ａ １ 一 Ｓ ｒ （ Ａ Ｊ ） 系等镁合金 Ｊ 。其中， Ｓ ｉ 是价格较为低廉的合金化元素 ， 合金 中加入 ｓ ｉ 后可形成 Ｍ ｇ Ｓ ｉ 相金属间 化合物 。该化 合 物具 有 高熔 点 （ １ ０ ８ ５ ｃ 【 ＝ ） 、 低密度 （ １ ． ９ ９ ｇ ／ ｅ ａ ｒ ） 、 高硬 度 （ Ｈ Ｖ ４ ６ ０ ） 、 高 弹性模 量 （ １ ２ ０ Ｇ Ｐ ａ ） 和低热膨胀系数 （ ７ ． ５× １ ０ Ｋ ） Ｊ 。它可强化基体 ， 进一步改善材料的力学性能 Ｌ ５ 。Ｍ ｇ — Ａ １ ． ｓ ｉ 合金的强化主要依赖于细小、 弥散分布的 Ｍ ｇ ： Ｓ ｉ 相颗粒 。但是 ， 对于重力铸造而言， 较低的冷速易 形 成粗 大 Ｍｇ Ｓ ｉ 相， 降 低合金 的力 学性 能 Ｊ 。而 且 ， ｓ ｉ 含 量不 同 ， 形 成 的 Ｍｇ Ｓ ｉ 相 的数 量 、 形貌 、 尺 寸及 分布有较大差异 ｊ ， 这将对材料的性能产生重要影 响。研究发现
性能。
， 添加微量元素可细化组织 ， 提高
本 研究 采用 重力铸 造 法制备 Ｍ ｇ — Ａ １ － Ｓ ｉ 系 三种合 金 ， 主要 研 究 不 同 ｓ ｉ 含 量 以及 添 加微 量 ｓ ｂ对 合金 组 织 和力学 性能 的影 响 。这对 细化组 织 、 开 发性 能更 为优 良的低 铝 （ ≤６ ％） 、 高硅 （ ≥６ ％） Ａ Ｓ系镁 合金
２ ０ １ ４年 ６月
陕西理 工学院学报 （ 自然科 学版 ）
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｓ ｈ ａ ａ ｎ ｘ ｉ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ（ Ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｅ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ）
表１ Ｍｇ — Ａ １ 一 Ｓ ｉ （ Ａ Ｓ ） 合金 的化 学成分 （ 质 量分数／ ％）
２ 结 果 与 讨 论
２ ． １ 显微 组 织
图１ 、 图 ２为 合金 的 Ｘ Ｒ Ｄ分 析 图谱 。结果 表 明 ， 未加 ｓ ｂ时 ， 合 金 由 — Ｍｇ 、 Ｂ — Ｍｇ Ａ １ 和 Ｍｇ ｓ ｉ 相 组 成； 加 Ｓ ｂ后 ， 合金 由 Ｏ ｔ — Ｍｇ 、 １ ３ － Ｍ ｇ １ ７ Ａ １ １ ２ 、 Ｍｇ ２ Ｓ ｉ 和 Ｍｇ ３ Ｓ ｂ ２ 相 组 成 。根 据 Ｍ ｇ — Ｓ ｉ 、 Ｍｇ — Ａ １ 和 Ｍｇ — Ｓ ｂ二 元 相
金属材料的开发及应用。
・
１ ０・
第 ３期
宋佩维 ， 白玫
ｓ ｉ 及ｓ ｂ 对铸 态 Ｍｇ — Ａ １ － Ｓ ｉ 合金 组织和力学性能的影响
维氏硬度计 ； 力学性能测试用 ＷＤ Ｗ３ １ ０ ０电子万能拉伸机 ， 试样标距尺寸为 ｃ Ｉ ） ６ ｍ ｍ Ｘ ３ ０ ｍ ｍ， 拉伸速率 为１ ｍ ｍ ／ ｍ ｉ ｎ ； 断 口形貌观察用 Ｊ Ｓ Ｍ － ６ ７ ０ ０ Ｆ扫描电镜。
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ４ － ０ ３ － ２ ４
基金项 目： 陕西省教育厅科学研究计划项 目（ ２ ０ １ ０ Ｊ Ｋ ４ ７ ０ ） 作者简介 ： 宋佩维 （ １ ９ ６ ４ 一） ， 男， 陕西省扶风县人 ， 陕西理工学院教授 ， 博士， 硕士研究生导 师 ， 主要研 究方向为高 性能轻
具 有重 要 意 义。
１ 实验 方 法
实 验用 合金 的成 分见 表 １ ， 按 照配 比制备 合 金试 样 。在 井 式坩 埚 采 用工 业 专用 覆 盖剂 进 行 保 护熔 炼， 金 属型 铸造 。
显微组织观察用 Ｎ ｉ ｋ ｏ ｎ Ｅ ｐ ｉ ｐ ｈ ｏ ｔ 光学显微镜 ； 物相分析用 Ｘ Ｒ Ｄ － ７ ０ ０ ０ Ｓ型 Ｘ射线衍射仪 ； 硬度测试用
Ｊ ｕ ｎ ｅ ． ２ ０ １ ４ Ｖ ｏ Ｌ ３ ０ Ｎｏ ． ３
第３ ０卷第 ３期
［ 文章 编号 ］ １ ６ ７ ３— ２ ９ ４ ４ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ３— ０ ０ １ ０— ０ ５
Ｓ ｉ 及Ｓ ｂ 对铸态 Ｍ ｇ 一 一 Ｓ ｉ 合金组织和力学陛能的影响
宋佩 维 ， 白 玫

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主元素改变对Al-8Mg-xSi合金微观组织和力学性能的影响

主元素改变对Al-8Mg-xSi合金微观组织和力学性能的影响


图 4 铸态 Al-8Mg-xSi 合金的布氏硬度值
C 化学化工 hemical Engineering
图 5 铸态 Al-8Mg-xSi 合金的力学性能 图 4 为 Al-8Mg-xSi 合金的布氏硬度值，随着 Si 含量 的增加，合金的硬度也随之增加，其中添加 2.6 wt.%Si 的合 金 #5 布氏硬度最高 (85.7)，较添加 1wt.%Si 的合金 #1 布氏 硬度 (93.1) 提升了 9%。图 5 为五种合金的拉伸试验结果。随
Mn 元素，分析可能是生成了少量 Al6Mn 相。 表 2 图中各点原子百分比
点 \ 元素（at.%） Al
Mg
Si
Mn
Ti
点1
74.32 25.61
0.00
0.04
0.03
点2
75.08 16.35
8.32
0.25
0.00
点3
82.14
7.08
1.54
9.23
0.01
2.2 XRD 物相分析
图 1 铸态 Al-8Mg-xSi 合金的扫描电镜图像 （ａ） 合金 １ ；（ｂ） 合金 ２ ；（ｃ） 合金 ３ ；（ｄ） 合金 ４ ；（ｅ） 合金 ５
图 3 铸态 Al-8Mg-xSi 合金的 XRD 图谱 图 3 为铸态 Al-8Mg-xSi 合金的 XRD 图谱。图谱主要 包含 α-Al 基体和 Mg2Si 相的衍射峰。由图 3 框内放大的 区域可以看出，随着 Si 添加量的增加，α-Al 的衍射峰逐渐 向更高角度移动。这是因为 Si 的原子半径（约 1.46Å）比 Al 的原子半径（约 1.82Å）小，且当 Si 原子固溶于 α-Al 基体 中时，晶面间距减小，根据布拉格方程 (2dsinθ=nλ)，增 加了 (200) 晶面的反射角。尽管强度较低，但也可以识别出 Mg2Si 的衍射峰。结果发现，随着 Si 含量的增加，Mg2Si 的 (200) 峰及其他峰都变得更加明显，这可能表明 Mg2Si 析出 物的增加。 2.3 力学性能
Mg、Si含量对Al-Mg-Si合金力学性能及耐腐蚀性能的影响

Mg、Si含量对Al-Mg-Si合金力学性能及耐腐蚀性能的影响

第 ４１卷 第 ４期 ５４ ２０１９年 ７月
上 海 金 属 ＳＨＡＮＧＨＡＩＭＥＴＡＬＳ
Ｖｏｌ．４１，Ｎｏ．４ Ｊｕｌｙ，２０１９
Ｍｇ、Ｓｉ含量对 ＡｌＭｇＳｉ合金力学性能及耐腐蚀性能的影响
金 曼 匡秀琴 季清清 朱 源
（上海大学 材料科学与工程学院，上海 ２００４４４）
【摘要】 采用布氏硬度试验、拉伸试验、金相显微镜和透射电子显微镜（ＴＥＭ）等方法，研 究了 Ｍｇ、Ｓｉ含量变化对 ＡｌＭｇＳｉ合金力学性能和耐晶间腐蚀性能以及析出行为的影响。结果 表明：随着 Ｍｇ、Ｓｉ含量的增加，ＡｌＭｇＳｉ合金的时效硬化速率显著提高，时效峰值硬度和强度均 提高。在峰值时效状态下，高 Ｍｇ、Ｓｉ含量的合金的硬度与抗拉强度最高，但其耐晶间腐蚀性能 明显降低。高 Ｍｇ、Ｓｉ含量的合金在时效过程中晶内析出了大量细小弥散的 β″相，晶界析出相呈 细小连续分布；低 Ｍｇ、Ｓｉ含量的合金晶内析出的 β″析出相尺寸较大，晶界无沉淀析出相。
作者简介：金曼，副教授，主要从事铝合金强韧化及耐腐蚀性能研究，Ｅｍａｉｌ：ｊｉｎｍａｎ９１９＠ｓｈｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
第 ４期
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
金 曼等：Ｍｇ、Ｓｉ含量对 ＡｌＭｇＳｉ合金力学性能及耐腐蚀性能的影响
５５
和 Ｓｉ在峰值时效过程中主要以 β＂和 β＇相存在，该 强化相的形态、数量、分布均会对合金的力学性能 及耐腐蚀性能产生影响［５］。因此本文设计了 ３种 不同 Ｍｇ、Ｓｉ含量的 ＡｌＭｇＳｉ合金，重点研究了 Ｍｇ、Ｓｉ含量变 化 对 合 金 的 时 效 硬 化、力 学 性 能 及 晶间腐蚀行为的影响，并结合微观组织分析对相 关机制进行了探讨。 １ 试验材料与方法
【Ａｂｓｔｒａｃｔ】 ＥｆｆｅｃｔｓｏｆＭｇａｎｄＳｉｌｅｖｅｌｓｏｎｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ｉｎｔｅｒｇｒａｎｕｌａｒｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｎｄｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｂｅｈａｖｉｏｒｏｆＡｌＭｇＳｉａｌｌｏｙｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｂｙＢｒｉｎｅｌｌｈａｒｄｎｅｓｓｔｅｓｔ， ｔｅｎｓｉｌｅｔｅｓｔ，ｍｅｔａｌｌｏｇｒａｐｈｙｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅａｎｄｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（ＴＥＭ）ａｎｄｓｏｏｎ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆＭｇａｎｄＳｉｃｏｎｔｅｎｔｓ，ｔｈｅａｇｉｎｇｈａｒｄｅｎｉｎｇｒａｔｅｏｆＡｌＭｇＳｉ ａｌｌｏｙｅｎｈａｎｃｅｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ，ｔｈｅｐｅａｋｈａｒｄｎｅｓｓａｎｄｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｉｎｃｒｅａｓｅｄｔｏｏ．Ｔｈｅａｌｌｏｙｗｉｔｈｈｉｇｈ Ｍｇａｎｄ Ｓｉｃｏｎｔｅｎｔｓｈａｄ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔｈａｒｄｎｅｓｓａｎｄ ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｆｔｅｒｐｅａｋ ａｇｉｎｇ， ｂｕｔｉｔｓ ｉｎｔｅｒｇｒａｎｕｌａｒｃｏｒｒｏｓｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｗａｓｇｒｅａｔｌｙｒｅｄｕｃｅｄ．Ｄｕｒｉｎｇｔｈｅａｇｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆ ｔｈｅａｌｌｏｙｗｉｔｈｈｉｇｈＭｇａｎｄＳｉｃｏｎｔｅｎｔｓｃｏｎｓｉｓｔｅｄｏｆｆｉｎｅｄｉｓｐｅｒｓｅｄβ″ｐｈａｓｅ，ａｎｄｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｓｉｎｇｒａｉｎ ｂｏｕｎｄａｒｉｅｓｗｅｒｅｆｉｎｅａｎｄｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ；ｗｈｅｒｅａｓｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅａｌｌｏｙｗｉｔｈｌｏｗ ＭｇａｎｄＳｉ ｃｏｎｔｅｎｔｓｃｏｎｓｉｓｔｅｄ ｏｆｓｌｉｇｈｔｌｙｃｏａｒｓｅｎｅｄ β″ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｓ， ａｎｄ ｔｈｅｒｅｗａｓｎｏｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｉｎ ｇｒａｉｎ ｂｏｕｎｄａｒｉｅｓ．
Mg、Si对Al—Mg2Si3铸造铝合金力学性能和耐蚀性能的影响

Mg、Si对Al—Mg2Si3铸造铝合金力学性能和耐蚀性能的影响

Mg、Si对Al—Mg2Si3铸造铝合金力学性能和耐蚀性能的影响2001,V o1.24+N94古盘与热处理《铝加工'Mg,Si对A1一Mg2Si3铸造铝合金力学性能和耐蚀性能的影响周华张林和林顺岩【摘要】研究丁合盘元素Mg,Si对AI—Mg2Si3铸造铝合金性能的影响.在Mg古量一定时,随si古量的增高-合盘的抗拉强度逐渐增高I当Si>3.0时,其变化趋势减弱+且耐蚀性变差.当si古量一定时,随Mg古量的增高,合金强度,塑性均下降,耐蚀性无明显变化.通过恒应变速率拉伸试验(CERT)试验和徽观组织结构分析.指出了晶界Mg偏析加速应力腐蚀.关键词:铸造铝台金力学性能盐雾腐蚀应力腐蚀TheEffectsofMgandSionMechanicalPropertiesandCorrosionResistanceforCastAluminiumAlloyAI—Mg2Si3ZhouHuaZhangLinheLtnShunyan ABSTRACTlTheeffectsofMgandSiOnpropertiesofacorrosion—resistantcastaluminiumalloywereexperimentallyinvestigated.Forsample,alloyswithconstantMgcontent.theultimatetensil estrengthincreasedalongwithSicontentincreasing;bitSicontentabove3.0wt,theimprovementweakenedandc orrosionresistancedeteriorated.ForalloyswithconstantSicontent,boththestrengthandductilitydecreasedwit hMgcontentincreas—ing,whilecorrosionresistan~keptunchanged.byCERTtestandmicrostructureanal~is,theMgsegregationprom0一trdstresscorfactioncrackingatqrainboundariesisindicated.KEYWORDS:Castaluminiumalloy}MechanicalpropertiesISaltspraycorrosion}Stressc orrosionAl-M82Si3铸造铝合金是一种高性能的铸造铝合金,综合性能较好,即具有较高的力学性能和优良的耐蚀性能(包括耐应力腐蚀),同时具有良好的铸造工艺性能,能满足在海洋大气环境下长期使用的特殊要求.目前,Al-si类铸造铝合金zL101,ZL102,美国SAE336,SAE332.日本的AC4C,AC4H,俄罗斯的An9,A2等铝舍金,铸造性能优良但其耐海水及盐雾腐蚀性能较差.Al—MB类铸造铝周华,张抹和,抹囊岩.西南帮亚(集团)有I捷壹任甚司挂术中心401326重庆西謦杖瞢日期:200l—O6一l1合金ZL301,ZL303,美国SAE324.日本的AC7A,俄罗斯的A8等,耐蚀性能较好但铸造性能却较差,在长期使用过程中出现力学性能稳定性低以及沿晶产生应力腐蚀裂纹倾向～.因此,Al—sj类和Al—Mg类铸造铝合金,由于性能的缺陷.应用受到限制.研制具有较好的力学性能+同时具有优良耐蚀性能的铸造铝合金,正日益引起研究者的重视.研究合金元素在铝基体中的存在形式及其相互作用对铸造铝合金性能的影响,是研制和开发具有较好综合性能铸造铝合金的重要内容.35?《铝加工)台金与热处理2001.V o1.24,№●1试验试验合金按表1配料,其中Mn,Cr,Si以中间合金的形式加入,镁以纯金属形式加入.熔体在熔剂覆盖下熔炼,精炼两次,并采用专用变质剂细化晶粒.力学性能试样按l2ram试棒制取,并经T5处理,即在535士5℃/8～10h保温,30～l∞℃水中淬火,然后经l00~140℃/4h时效.拉伸试验在DL Y一10型拉伸机上进行,中性盐雾腐蚀试验在德国进口的盐雾试验机上进行,应力腐蚀试验采用恒应变速率拉伸试验(CERT),拉伸后断口用铬酐,磷酸水溶液去除腐蚀产物后再在电镜上观察断口形貌,在~I800透射电镜上对试样晶界进行能谱分析.衰1实验台金的化学成分范围wt组元'其他A1SjMgMnCTPe单十I合计2.0—1.6～0.3～0.15～≤O.3≤O.16O.15余t3.62.60.90.35.2实验结果及讨论AI-Mg—Si系合金,主要合金元紊为Mg,Si.并舍有微量MnCr等元紊.由AI—Mg—Si相图(图1)可知,在低Mg,低si的AI-Mg—Si合金中,合金主要相组成除了a(AD,Mgzsi~)b,随着微量元素Mn,Cr的加入,还存在AlSiFe,AICrFeSi,A1一FeMnSi,A|MnSi及其它金属闻的化合物.圈1A1一M雪_si相圈实验合金在强化相Mg,sJ相具有最大固溶度并有过剩si的.(AD+Mg+si三相区内",研究36?主要合金化元紊M8,影响.2.1Mg含量一定时,2.1.1力学性能sj含量变化时对合金性能的si对台金性能的影响试验结果表明,当Mg含量一定时,试验合金在T5态时的抗拉强度随硅含量的增加而增高,si含量继续增高,强度变化趋势减弱,延伸率的变化趋势与之相似.在试验范围内,力学性能总的变化不大.如表2,图2.圈2MB古量一定时,s.含量对力学性能的髟响表2化学成分及力学性能质量丹数/力学性能实验试样SiMgMnCrMPa6l1.992.020.7Z0.202585,322.371.930.730.192653532.702.00.720.162734.342.801.93O.80O.212846.553.2O1.9OO.74O.2t)2837.32.1.2耐蚀性能将试样进行中性盐雾腐蚀试验,试验2O天后,去除腐蚀产物,观察表面腐蚀情况.试验结果表明,sj含量从1.9～3.0变化时,其盐雾腐蚀结果变化不明显,只有当sj超过3.0时,其耐蚀性才有明显变化.si含量继续增高,其耐蚀性进一步恶化.衰3试验成分及力学性能质量丹数/0A力学性能实验试样siMgMnCr吒/MPa66/62.591.680.760.212786.772.351.930.730.192653.582.472090.830.202503.092.572.140.800.222372.0l02.422.400.760.211891.7'铝加工'台金与热处理2091,V o1.24,N刚SCC敏感性大.由表5看出,各合金在3.0NaCI水溶液腐蚀介质中力学性能均较空气中下降,2d试样E.较大,4试样由于强化相Mg.的产生,使其E较24试样明显减小.试验分析表明,在空气中拉仲断口都是沿晶和穿晶的混合断口,晶粒问结合较致密,无明显的裂纹.在腐蚀介质中拉伸试样2d的断口芯部为脆断,晶粒间裂纹明显,主要是沿晶断裂.试样4断口芯部则为明显韧断,如图5,6.SCC是氢致断裂过程.在腐蚀介质中拉仲变形时,暴露出来的新鲜铝合金表面与环境中的水可能发生如下几十重要的电化学反应:2AI一+3HtO —AI2O3+6H+6e,AJ—AI计+3e,H+e一[H].这样所形成的氨原子具有活性,通过吸附,扩散或位错运输到材料内部而导致氢臆.本实验中应变速率很小(e=1.5×l0-%)t试样有较多的时间与介质发生反应,从而能吸收更多的氢,因此其SCC敏感性也较高.4试样中Mg,Si形成Mg相(Mg:Si=1.73:1),过剩si在合金中以单质存在,形成(At)+Mg:Si-[-Si--相共晶,经淬火时效后.Mg在晶内和晶界析出(且在晶界优先析出),应该说合金具有产生应力腐蚀的条件,但是由于M82Si在a(A1)中的溶解度相对较小(1.85 下),在晶问不能构成连续的阳极链状腐蚀通道,故Mg,Si配比对SCC敏感性无影响.2d试样中Mg则导致SCC敏感性提高.2.4.2镁在晶界的偏析与SCC敏感性为了解实验材斟的晶界成分,对24,4试样的晶界进行能谱分析,在晶界附近选点,每十试样分析3条晶界,取平均值,结果如表6所示.表6台金晶界附近Mg的含量元素Mg分析质量分数/%试样编号l2345248.97l1.0312.7810.679.9141.191.231.141.171.21可以看出24样中Mg在晶界上产生偏析,4样品界附近Mg分布均匀.研究表明,晶界Mg偏析在铝合金的应力腐蚀过程中有两个作用t一方面Mg偏析使晶界断裂应力及晶界结合能下降,导致晶界脆化;另一方面,由于Mg—H相互作用,Mg偏析必然加速应力腐蚀裂纹的形成与扩展.从而增大材料的SCC敏感性.3结论(i)AI-Mg—Si实验铝合金主要强化相为Mg2si相.Mg含量一定时,随着si含量增高,合金的抗拉强度逐渐增高t当sj含量大于3.0后,其变化趋势减弱,合金的塑性变化与之相但.耐蚀性的变化,si含量在2.0～3.0范围内变化,无明显影响,si超过3.0后,耐蚀性变差.(2)Si含量一定,Mg含量在i.6～2.6内增高时,合金强度,塑性均下降,耐蚀性无明显变化.(3)高镁铸造铝合金的应力腐蚀是氧致断裂的过程,晶界镁偏析加速应力腐蚀.(4)AI—Mg—Si实验铝合金通过Mg,Si配比调整,可获得力学性能良好,耐蚀性优良,应力腐蚀敏感性低的铸造铝合金.参考文献:[1]黄恢元主编.铸造非铁旨金手册.北京.机械工业出版社.1993[2]缩写组编着.铸造有色音盘手册.北京.机械工业出版社.1978[3]犏写组编着.轻金■材料加工手册(上).北京.冶金工业出版社.1979,38[d]N.科瓦索夫等主编.韩秉诚,蒋香采等译.工业铝台金.北京.冶金工业出版社.198l,60[5]褚武扬主编.氧损伤与滞后断裂.北京.冶盘工业出版社.1988.J31[6]米祖芳等编着.有色金羁的耐腐蚀性及其应用.北京化学工业出版社.1995,43[7]宋仁国,曾梅光.预l劁晶界偏析与晶间脆性的新方法.矿冶工程.1996.16(1)68[8]SongRG.Tseng,M.K,ZhangBJ.Grain boundarysegregationandhydrogenindudedfracturein7950 alumlnmalloy-AetaMetalMatar,I996,44:3241(李缡王校)欢迎订阅《铝加工》杂志,邮发代号78—134,各地邮局随到随订. 38?。

三种易切削Al—Mg—Si合金铸态下的组织与性能

三种易切削Al—Mg—Si合金铸态下的组织与性能


作者简介 ：黎业生 （ ，导师 ，主要从事新材料 的研究与制备 。 男）
收稿 日期 ：２０ — ２ ２ ０９ １— ８
・
２ ・ ５
黎业 生 ，等 ：三种易 切削 Ａ一 — ｉ 金铸态 下的组 织与性 能 １ＭｇＳ 合
技 术工程
簦
１ ＃
２ ＃
图 １１ 和２ 合 金 的铸 态 组 织 对 比 ＃ ＃
或者部分减少了Ｍ ２ 的形成 ，导致合金 中ｓ过量 。 ｇｉ Ｓ ｉ ｓ ｉ 偏聚区小而弥散 ，因而这些过量的ｓ ｉ 在合金中作 为形核核 心存在 ，导致合 金的 晶粒相对更 加细小 。
２２ 三种合金 的 力学性能 ．
２３ 三种 合金切 削性 能 比较 ．
从 工 件 车 削 后 表 面 形貌 和 切 屑大 小 、形 貌 及
元素在晶界处偏聚形成的Ｍｇ ｎ ｓ 和Ｍ ｉ Ｂ低熔点共 晶体使得合金具有 良好 的切削性能 。 ２ ＋ ｎ ｇＢ： ｉ Ｓ ＋ 关键词 ：易切削 ；Ａ一 — ｉ ；铸态 ；性能 １ＭｇＳ合金 中图分类号 ：Ｔ ３ ６８ Ｇ３ ５ Ｇ ７ ．，Ｔ ７ ￣ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ０ — ８ ８２ １ ）２ ０ ２ — ４ ５ ４ ９ （０ ０ — ０ ５ ０ ０ ０
合金切削加工性能有重大影 响的低熔 点组织组成
物 。另外 ，铸 态下２ 晶粒大／ ｌ ＃ ＃ Ｊ￣ｌ均匀 、细小得多 。 ｘ
切削铝合金。
表２试验合金的硬度
分析其 中的原因，是因为２ 合金中加入 了Ｂ ，Ｂ在 ＃ ｉ ｉ
Ａ一 —ｉ 中 比Ｓ优先 与Ｍｇ 成Ｍｇ ｉ３ 阻止 １ＭｇＳ合金 ｉ 形 ２，而 Ｂ［ ｓ
断 ，不 连续 ，因而具 有 良好 的切 削性 能 。