Mg-Zn基鎂合金的凝固收縮行為研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、鎂合金密度小,比強度高,消震性好,具有電磁屏蔽性能而受到人們的重視,但鎂合金牌號少,新型合金開發(fā)是國內(nèi)外鎂合金研究的重要方面。Zn是除Al以外十分有效的合金化元素,能產(chǎn)生時效強化和固溶強化雙重作用,Mg-Zn基鎂合金開發(fā)是目前國內(nèi)外鎂合金開發(fā)的重要途徑之一。因此,研究Mg-Zn基鎂合金凝固過程中的凝固收縮行為進而深入了解其熱裂行為和機理,就可為新型合金開發(fā)及其凝固特性評價與工藝制定提供理論指導(dǎo)。
  本文設(shè)計研究了Mg-Zn基鎂合

2、金中Zn含量以及第三組元Zr、Mn、Cu和Y對熱裂傾向性的影響規(guī)律。通過對其凝固過程中的受阻收縮應(yīng)力和自由線收縮位移隨溫度變化的情況進行精確的測定,得出每種成分合金凝固熱收縮過程中的時間-溫度、應(yīng)力曲線和時間-溫度、位移曲線,對數(shù)據(jù)進行分析并結(jié)合了最后凝固部分金相顯微組織觀察、熱裂斷口的SEM掃描形貌觀察和EPMA成分分析。
  研究結(jié)果表明,(1)受阻凝固收縮過程中的應(yīng)力迅速集中系數(shù)k及其出現(xiàn)的固相率區(qū)間、自由線收縮過程中的最大

3、線收縮速率可以表征合金的熱裂傾向性。并由此得出純Mg的熱裂傾向性大于純Al。(2)對于Mg-Zn系合金,隨著Zn含量的提高,熱裂傾向性逐漸降低;但Mg-10Zn具有冷裂傾向性。(3)對于Mg-Zn-Cu系合金,Mg-2Zn-1 Cu的熱裂傾向性顯著高于Mg-2Zn-3Cu,且呈熱脆性斷裂;Mg-6Zn-xCu和Mg-10Zn-xCu的熱裂傾向性都很低,且都隨著Cu含量的增加而進一步降低。(4)對于Mg-Zn-Zr系合金,Zr元素的加入細

4、化了晶粒并降低了Mg-Zn合金的熱裂傾向性。隨著Zr元素的增加,合金的熱裂傾向性進一步降低。但Mg-10Zn-0.1Zr和Mg-10Zn-0.5Zr均表現(xiàn)出冷裂傾向性。(5)對于Mg-Zn-Mn系合金,Mg-2Zn-xMn熱裂傾向性很高,其中Mg-2Zn-1Mn熱裂傾向性最大。當Zn含量增加到6%時,含0.4%Mn合金的熱裂傾向性較大,而含1%Mn合金的冷裂傾向性較大。當Zn含量增加到10%時,含0.4%Mn合金有冷裂傾向,含1%Mn合

5、金的熱裂傾向性和冷裂傾向性都很低,綜合性能良好。(6)對于Mg-Y系合金,隨著Y含量的增加,熱裂傾向性呈現(xiàn)出“λ”型曲線增長趨勢,但Mg-2Y表現(xiàn)出冷裂傾向。對于Mg-1Y合金,Zn元素的加入降低了其熱裂傾向性,且隨著Zn含量的增加熱裂傾向性逐漸降低。(7)在枝晶分離階段由低熔點相最后凝固而形成的液膜覆蓋在熱裂斷口表面,且液膜厚度隨著Zn、Mn含量的增加而變厚。熱裂斷口邊緣處液膜撕裂和晶間搭接的“橋”的程度明顯高于中心處,而中心處溶質(zhì)富

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