半连续铸造Mg-6Al-6Zn-3Sn-1Y-0.5Mn合金铸态与热处理后的相组成与拉伸性能

周吉学，马百常，王金伟，唐守秋，杨院生

齐鲁工业大学(山东省科学院)山东省科学院新材料研究所山东省轻质高强金属材料重点实验室中国科学院金属研究所

摘 要：研究了半连续铸造Mg-6Al-6Zn-3Sn-1Y-0.5Mn（AZTYM66310）镁合金在铸态以及固溶处理后与时效处理后的微观组织结构演变和拉伸性能及失效机理。半连续铸造AZTYM66310合金在径向存在组织不均匀性,由铸锭边部到心部,凝固速度提高,枝晶更为细小,第二相分布更加弥散。铸态AZTYM66310合金的微观组织中α-Mg初生相呈现典型的等轴枝晶形态,枝晶间分布大量的凝固过程中形成的第二相,包括Mg+Mg₃₂（Al,Zn）₄₉共晶、Mg₂Sn离异共晶相以及Al₂Y相和Al₈Mn₄Y相。铸态合金经过380℃/6 h固溶处理后,大部分Mg₃₂（Al,Zn）₄₉相和部分Mg₂Sn相溶入基体中,形成过饱和α-Mg固溶体,基体中Al、Zn、Sn元素含量显著提高,而Al₂Y相和Al₈Mn₄Y相未发生明显变化。固溶处理显著提高了合金的抗拉强度,同时提升了合金的断后延伸率。经过380℃/6 h+150℃/16 h的时效处理后,合金组织中尤其是晶界附近,析出大量的纳米尺度的颗粒增强相,强度提高,特别是屈服强度提高到187.4 MPa。合金在拉伸失效过程中,组织中的第二相首先破裂或者与基体分离,导致了微裂纹的产生,微裂纹沿着晶界扩展,最终导致样品发生断裂。

关键词：AZTYM66310镁合金;半连续铸造;相组成;拉伸性能;热处理;