放电等离子体烧结制备Mg_(85)Zn_6Y_9颗粒增强Mg-9Al-1Zn复合材料组织与力学性能

采用高能球磨法和放电等离子体烧结(SPS)技术,以包含100%长周期堆垛有序结构(LPSO)相Mg_(85)Zn_6Y_9镁合金为原料,通过将其球磨成纳米晶颗粒后与Mg-9Al-1Zn(AZ91)镁合金雾化颗粒进行机械混合,并在350℃烧结温度下成功制备出不同质量分数(0~30wt%)的LPSO相Mg_(85)Zn_6Y_9颗粒增强AZ91复合材料(Mg_(85)Zn_6Y_9/AZ91)。采用光学显微镜(OM)、SEM及TEM对Mg_(85)Zn_6Y_9/AZ91复合材料的微观组织结构进行表征;采用XRD分析其固溶处理前后的相转变;与此同时对复合材料进行显微硬度与压缩试验,综合研究其微观组织与力学性能的关系。相关结果表明,Mg_(85)Zn_6Y_9颗粒经3h高能球磨后颗粒尺寸显著减小,硬度随晶粒细化而提升。Mg_(85)Zn_6Y_9增强颗粒主要分布在AZ91基体颗粒边界处,随着Mg_(85)Zn_6Y_9质量分数的增加,增强相颗粒有相互结合成连续网格状趋势。增强颗粒与基体界面处未见明显过渡层,基体界面处的β相经400℃×24h固溶处理后进入基体,部分增强颗粒亦转变为Mg相。本实验条件下制备的最佳性能的20wt%Mg_(85)Zn_6Y_9/AZ91复合材料经固溶处理后的室温屈服强度从200 MPa转变为230 MPa,屈服强度均较未添加Mg_(85)Zn_6Y_9的AZ91镁合金有较大的提高。