摘要
镁合金密度低,比强度、比刚度高,导热性优异,阻尼性以及电磁屏蔽性能良好,在结构材料方面极具应用前景。其中Mg-Al-Mn-Ca系合金由于良好的室温力学性能、成形能力和阻燃性能,在轨道交通领域表现出广阔的发展前景。然而,目前有关Mg-Al-Mn-Ca系合金的研究主要集中于微合金化或低Al成分合金,有鉴于此,本工作研究了Ca元素对高Al成分合金微观组织和力学性能的影响。光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)和力学性能测试结果表明,Ca元素的添加能够有效细化晶粒并弱化基面织构,此外,合金的强度和塑性也得到了同步提升。当Ca含量为0.5%(质量分数)时,合金具有最佳的综合力学性能,拉伸屈服强度、抗拉强度、压缩屈服强度分别为234 MPa、343 MPa、203 MPa,延伸率为14.9%。
Magnesium alloys have become one of the most promising structural materials due to their superiority characteristics such as low density,high specific strength and stiffness,high thermal conductivity,high damping and good electromagnetic shielding performance.Mg-Al-Mn-Ca alloys have enormous development potential in the rail transportation owing to their excellent mechanical properties,formability,and flame retardancy.However,current researches on Mg-Al-Mn-Ca alloys mainly focus on micro-alloying or low Al composition alloys.For this reason,this work investigated the effect of Ca element on the microstructure and mechanical properties of high Al composition alloys.According to the results of optical microscopy(OM),X-ray diffractometer(XRD),scanning electron microscope(SEM),electron backscatter diffraction(EBSD)and mechanical properties testing,the addition of Ca element can effectively refine the grain size and weaken the basal texture.In addition,the strength and plasticity of the alloy are also synchronously improved.When the Ca content is 0.5wt%,the alloy exhibits the best comprehensive mechanical properties,with tensile yield strength,ultimate tensile strength,compressive yield strength,and elongation of 234 MPa,343 MPa,203 MPa,and 14.9%,respectively.
作者
敬学锐
吴雄
王森巍
肖辉
佘加
汤爱涛
王敬丰
JING Xuerui;WU Xiong;WANG Senwei;XIAO Hui;SHE Jia;TANG Aitao;WANG Jingfeng(College of Materials Science and Engineering,Chongqing University,Chongqing 400045,China;National Engineering Research Center for Magnesium Alloys,Chongqing University,Chongqing 400044,China)
出处
《材料导报》
北大核心
2025年第18期189-194,共6页
Materials Reports
基金
广东省重点研发计划(2020B0301030006)。
作者简介
敬学锐,重庆大学材料科学与工程学院博士研究生,在汤爱涛教授和佘加副教授的指导下进行研究。目前主要研究领域为轨交用Mg-Al-Ca系合金组织性能与成形性;通信作者:佘加,博士,重庆大学材料科学与工程学院副教授、硕士研究生导师,国家镁合金材料工程技术研究中心骨干研究人员。研究方向为生物镁合金材料、高性能变形镁合金材料设计与先进加工技术,jiashe@foxmail.com;通信作者:汤爱涛,博士,重庆大学材料科学与工程学院教授、博士研究生导师,国家镁合金材料工程技术研究中心骨干研究人员。目前主要从事轻合金组织与性能、基于数据驱动技术的材料设计、金属基复合材料和辐照损伤的计算模拟等方面的研究,tat@cqu.edu.cn。
