微量Gd元素对ZK60铸造镁合金微观组织及拉伸性能的影响

摘要

本工作系统研究ZK60镁合金微量添加0.5%（质量分数，下同）与1.0%的Gd元素对其组织及拉伸性能的影响。通过光学显微镜、扫描电镜、能谱分析、差热分析、X射线衍射分析等技术对ZK60、ZVK600、ZVK610合金试样铸态与固溶态微观组织进行表征，测试合金的室温拉伸性能。结果表明，铸态ZK60合金晶粒尺寸为95μm，在晶界处存在粗大的块状MgZn相和少量Zn₂Zr₃相颗粒，微量添加Gd元素会导致第二相比例增加，MgZn相转变为Mg₃GdZn₆相，但晶粒尺寸未发生细化。3种合金铸态下的室温拉伸性能较为接近，铸态ZVK610合金的屈服强度和塑性相对较低，这与其相对较大的晶粒尺寸和较多晶界第二相有关。经过T41阶梯化固溶处理后，ZK60合金的晶粒粗大，第二相基本消除，合金塑性显著提升，但晶粒尺寸长大导致屈服强度略有下降，而ZVK600和ZVK610合金仍有少量晶界第二相残留。延长高温固溶时间或提升固溶温度设计的T42和T43工艺，虽然可以进一步降低基体中第二相比例，但是由于晶粒长大，合金屈服强度进一步下降，塑性也没有明显提升，因此推荐采用T41固溶热处理工艺。

关键词

ZK60镁合金 / 塑性 / 微观组织 / 析出相