原位Al-,4-C-,3-及合金元素對AZ31B鎂合金顯組織與性能影響.pdf

1、在無可控氣氛保護條件下采用粉末原位合成工藝成功制備了具有良好界面的Mg-50％Al4C3中間合金，利用XRD、SEM和EDS分析中間合金的物相組成、微觀形貌及微區(qū)成分。 本文以AZ31B合金為研究對象，選用原位制備的Mg-50％Al4C3中間合金為晶粒細化劑，研究單獨添加Al4C3以及Al4C3與Ce、Ca、Sr的復(fù)合加入對合金組織的細化作用及性能的影響，同時也探討了Al4C3以及合金元素的晶粒細化機制。通過二維點陣模型計算Mg

2、和Al4C3在低指數(shù)晶面(0001)上沿三個低指數(shù)晶向的面錯配度為3.79％，并且(1010-)Mg//(1010-)Al4C3有最小的二維點陣錯配度為3.35％，這兩組晶格錯配度都小于6％，從理論上證明了Al4C3可以作為初生α-Mg的異質(zhì)晶核。并用能譜分析證實了Al4C3可以作為初生α-Mg的良好異質(zhì)晶核。 利用金相顯微鏡、掃描電鏡、能譜分析等手段分析了合金的微觀組織，結(jié)果表明，Al4C3和Ce、Ca、Sr的復(fù)合添加使得AZ

3、31B合金的組織顯著細化。 在本試驗條件下，單獨加入1.1wt％Al4C3，合金晶粒尺寸最小。當(dāng)Al4C3含量為0.5wt％，Ce、Ca、Sr的含量分別為0.3wt％、0.1wt％、0.1wt％時，復(fù)合添加對AZ31B合金的晶粒細化效果達到最佳，且Al4C3和Ce的復(fù)合添加產(chǎn)生新相Al4Ce。隨著Al4C3的加入，初生α-Mg由粗大的花瓣狀枝晶逐漸得到細化，一次枝晶臂的生長方式由對稱生長變?yōu)榉菍ΨQ生長，二次枝晶臂開始出現(xiàn)，并且變

4、的細小，枝晶間距變小，β相由連續(xù)網(wǎng)狀分布轉(zhuǎn)變?yōu)椴贿B續(xù)的網(wǎng)狀的分布，出現(xiàn)了較多的細小彌散的顆粒。 在復(fù)合添加Al4C3和Sr后，初生α-Mg枝晶呈現(xiàn)六方對稱生長，枝晶組織的形貌生明顯變化，由發(fā)達的樹枝晶狀團聚成薔薇狀或近似球狀。 拉伸實驗和硬度測試結(jié)果表明，在T6條件下，單獨添加Al4C3以及Al4C3與Ce、Ca、Sr的復(fù)合添加能顯著提高AZ31B合金的硬度和抗拉強度，延伸率也有一定的提高，利用極化曲線法研究了合金在3.