研究发现,JDM1和JDM2镁合金精密铸件具有优异的综合力学性能。下面主要介绍这两种合金的显微组织和强韧化机理。
1.JDM1镁合金精密铸件
JDM1镁合金铸件是一种低稀土含量的镁合金精密铸件。其典型的室温力学性能为屈服强度140兆帕,抗拉强度300兆帕,延伸率10%。铸态JDM1镁合金精密铸件主要由镁基体(-Mg)和离异共晶Mg
12 Nd相组成。固溶处理后,初生离异或析出的共晶Mg 12
Nd相通过固溶进入基体,同时在晶粒内部形成细小的分散相。这些细小的分散相是含锆化合物,呈椭圆形和短片状。研究表明,椭球相为锆氢化合物,短片状相为锌锆化合物。其他含锆化合物需要进一步确认。
JDM1镁合金精密铸件的服役状态为200峰值时效状态(即T6状态),时效析出强化后固溶处理合金的合金强度进一步提高,时效析出强化对室温屈服强度的贡献率大于60%,是JDM1镁合金精密铸件很重要的强化机制。在200峰值时效时,和亚稳态相同。当温度高于250时,合金的抗拉强度明显下降。但在250及以下,合金的力学性能略有下降。20下的拉伸强度仍高于240兆帕。因此,JDM1镁合金铸件可在250及以下使用,合金在200和100
MPa载荷下的稳态蠕变速率在10 -9量级,具有良好的蠕变性能。
2.JDM2镁合金精密铸件
JDM2镁合金精密铸件是一种高稀土含量的镁合金精密铸件,其典型的室温力学性能为屈服强度240
MPa,抗拉强度370 MPa,延伸率4%。合金的典型显微组织,铸态JDM2合金主要由镁基体(-Mg)和离异共晶Mg 24 (Gd,Y)
5相组成。固溶处理后,初生离异共晶Mg 24 (Gd,Y)
5相通过固溶进入基体,在晶界附近形成块状富稀土相)。该相为面心立方结构,a=0.525 nm,很可能是稀土氢化物形成的细小分散相。
JDM2镁合金精密铸件的使用状态为T6,时效析出强化后固溶处理合金的合金强度进一步提高。时效析出强化对室温屈服强度的贡献率超过60%,是JDM2镁合金精密铸件很重要的强化机制。亚稳相主要在25峰值时效过程中析出。当温度高于250时,合金的抗拉强度明显下降。但在250及以下,合金的力学性能略有下降。20下的拉伸强度仍高于300兆帕。
因此,JDM2镁合金精密铸件可在250及以下使用,200和180
MPa载荷下的稳态蠕变速率在10
-9量级,具有良好的蠕变性能。与传统商用WE54高强耐热镁合金精密铸件相比,JDM2镁合金精密铸件具有更好的高温和低温力学性能。热挤压后,JDM2镁合金精密铸件的晶粒明显细化,由再结晶晶粒和热挤压过程中析出组成。挤压后的JDM2镁合金精密铸件时效硬化现象明显,时效后合金的力学性能进一步提高。