鑄造復(fù)合及熱軋包鋁鎂合金的組織與性能.pdf

1、為探索和改善軋制包鋁鎂合金板材界面的結(jié)合狀況，提高復(fù)合板的成材率，拓寬鋁鎂層狀雙金屬?gòu)?fù)合板材的制備技術(shù)，本文應(yīng)用鑄造復(fù)合+熱軋工藝制備了包鋁鎂合金復(fù)合板材，對(duì)鑄造包鋁鎂合金復(fù)合錠坯的制備工藝進(jìn)行了試驗(yàn)研究，并研究了復(fù)合鑄錠的組織結(jié)構(gòu)及軋制特性。本文借助光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡、電子探針能譜分析、X射線衍射及力學(xué)性能測(cè)試等手段，系統(tǒng)的研究了鑄造復(fù)合及熱處理對(duì)包鋁鎂合金復(fù)合錠的顯微組織及界面結(jié)構(gòu)的影響，并進(jìn)一步研究了后續(xù)軋制復(fù)合及退火處理后Al

2、/Mg復(fù)合界面的組織演變及界面結(jié)合性能，探討了復(fù)合界面的形成機(jī)制。研究結(jié)果表明:
　　1.包鋁鎂合金復(fù)合鑄錠的制備。包覆層選用1060Al合金，用氬弧焊加工成一側(cè)開(kāi)口的預(yù)制鋁板盒:鋁盒壁厚為1～3mm，為復(fù)合鑄錠總厚度的10～20％;鋁盒內(nèi)表面經(jīng)化學(xué)清洗后裝夾在自制金屬模具中，分別澆注AZ31和Mg-2.0Mn-0.6Ca鎂合金制錠，澆注溫度為660～700℃。
　　2.鑄造組織。鑄造1060Al/AZ31合金復(fù)合鑄錠芯材組

3、織為a-Mg及沿晶界分布的a-Mg+β-Mg17Al12離異共晶組織，在Al/Mg復(fù)合界面處形成了擴(kuò)散溶解層，依次由a-Mg固溶體層、共晶層(a-Mg+β-Mg17Al12)、β-Mg17Al12及AlMg化合物層組成，形成了具有多層結(jié)構(gòu)的冶金結(jié)合界面。
　　鑄造1060Al/Mg-2.0Mn-0.6Ca合金復(fù)合鑄錠芯材組織由基體a-Mg相、晶界a-Mg+Mg2Ca共晶體相及彌散分布的顆粒狀β-Mn相組成，在Al/Mg復(fù)合界面處擴(kuò)

4、散溶解層主要由a-Mg固溶體層、共晶體層及β-Mg17Al12化合物層組成，共晶層由片層狀a-Mg+β-Mg17Al12組成并在共晶組織中彌散分布有短桿狀A(yù)hMn相，β-Mg17Al12化合物層呈柱狀晶形式伸入共晶體中;而在1060鋁合金界面附近，擴(kuò)散溶解層主要為AlMg相。
　　3.鑄造復(fù)合界面的形成機(jī)制為，在澆注瞬間1060鋁板接觸面形成“熔池”，與鎂合金進(jìn)行了短暫不充分的液相原子互擴(kuò)散，并在模具的急冷作用下快速凝固形成擴(kuò)散溶

5、解層。在鑄造鎂合金芯材界面附近擴(kuò)散溶解層形成是微區(qū)“熔池”重結(jié)晶的過(guò)程，然而在1060鋁板附近界面，擴(kuò)散層形成是擴(kuò)散型固態(tài)相變的過(guò)程。
　　4.鑄造包鋁鎂合金錠最佳軋制及退火工藝:軋制溫度360～400℃，道次壓下量10～20％，累積壓下量≥80％，中間退火保溫1h;軋后退火溫度240℃，保溫1h。此條件下，包鋁鎂板界面不存在明顯的金屬化合物層，閉合了局部顯微裂紋，復(fù)合界面實(shí)現(xiàn)了完整焊合，剝離斷口呈現(xiàn)韌性斷裂特征。
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