Mg-6Al-5Zn-xCa(x=4,5,6,7)-5Gd合金的显微组织和力学性能

研究了不同高含Ca量的Mg-6Al-5Zn-x Ca(x=4,5,6,7)-5Gd合金铸态以及热处理后的显微组织和力学性能。结果表明,铸态时,随着含Ca量的增加,连续分布于晶界处的第二相β-Mg_(25)(Al,Zn)_(37.5)逐渐变细,呈颗粒状的Al_2Gd相和块状的CaZn_5相部分溶解,以更加圆润的小颗粒状相和小块状相分布在组织中,其抗拉强度和屈服强度先升高后降低,伸长率下降;固溶处理后,大部分β-Mg_(25)(Al,Zn)_(37.5)相逐渐溶入合金基体中,合金的强度和伸长率均显著增加,随着含Ca量的增加,固溶组织中分布更多的颗粒状相和块状相,其抗拉强度和屈服强度先升高后降低,伸长率变化不大;固溶+时效处理后,产生时效强化,时效12 h后合金硬度达到峰值,随时效时间延长,硬度稍有降低,然后趋于平缓,说明合金有较优异的热稳定性。断口分析表明,随着含Ca量的增加和热处理方式的不同,合金的断裂机制有从脆性断裂向韧性断裂转变的趋势。当含Ca质量分数为6%时,合金铸态断口形貌中有明显韧窝存在,热处理后,其断口形貌中韧窝数量增多,大小一致,分布趋于均匀。实验合金以Mg-6Al-5Zn-6Ca-5Gd合金经390℃/8 h固溶+200℃/12 h时效处理后的力学性能最佳。