Mg-9Al基合金組織細(xì)化技術(shù)及性能研究.pdf

1、本文以Mg-Al-Zn系最具有代表性的AZ91合金(Mg-9Al基)的組織細(xì)化作為研究方向,以溶質(zhì)元素(Sr、Ca、Ce、Nd),原位TiCp和電磁攪拌對(duì)AZ91的組織和性能的影響為主要研究?jī)?nèi)容,探討AZ91的化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)和性能變化之間的關(guān)系,以提高合金的力學(xué)性能和改善腐蝕性能為目的.研究了Sr對(duì)AZ91合金組織和性能的影響.結(jié)果表明,適量的Sr能細(xì)化合金的α晶粒.Sr增加合金的密度,有利于減少合金的顯微縮松.Sr提高鑄態(tài)與時(shí)效合

2、金的室溫強(qiáng)度性能,對(duì)延伸率的影響不大.探討了Sr細(xì)化組織的機(jī)理.研究了Ca對(duì)AZ91合金組織和力學(xué)性能的影響.少量的Ca可明顯細(xì)化α晶粒并提高鑄態(tài)與時(shí)效合金的室溫強(qiáng)度性能,但對(duì)延伸率不利.提出了Ca細(xì)化組織的機(jī)制是:凝固過程中固/液界面前沿富集的Ca強(qiáng)烈抑制α晶粒的生長(zhǎng).系統(tǒng)地研究了Ce、Nd對(duì)AZ91合金組織與性能的影響.結(jié)果表明,Ce、Nd均能顯著細(xì)化合金的顯微組織.同時(shí),Ce、Nd與合金中的Al結(jié)合形成針狀的Al<,3>Ce和粒狀

3、的AlM<,3>Nd化合物,兩種化合物主要分布在晶界處.稀土元素的加入使β-Mg<,17>Al<,12>相由連續(xù)網(wǎng)狀變?yōu)榉沁B續(xù)分布.Ce、Nd明顯提高鑄態(tài)和時(shí)效合金的室溫力學(xué)性能,對(duì)延伸率提高有限.提出了Ce、Nd細(xì)化組織的機(jī)制是:結(jié)晶過程中固/液界面前沿富集的Ce、Nd引起成分過冷增大,導(dǎo)致晶核數(shù)量增加.首次系統(tǒng)地研究了適量的Ce、Ca、Sr對(duì)AZ91合金復(fù)合細(xì)化的工藝與機(jī)理.采用液淬方法和金相觀察探討了復(fù)合細(xì)化機(jī)制.使用基于SHS原

4、理的鑄造接觸反應(yīng)法成功制備了Al-TiC中間合金.對(duì)反應(yīng)進(jìn)行了熱力學(xué)計(jì)算,研究了反應(yīng)合成的工藝參數(shù).首次系統(tǒng)地研究了以Al-TiC中間合金為AZ91合金的晶粒細(xì)化劑對(duì)顯微組織和力學(xué)性能的影響.結(jié)果表明,原位TiC顆粒明顯細(xì)化合金的α晶粒并提高合金的強(qiáng)度性能.探討了原位TiC顆粒細(xì)化合金的機(jī)制.首次研究了電磁攪拌對(duì)AZ91和AZ91+0.8％Ce合金顯微組織的影響.結(jié)果表明,合適的輸入電壓使合金的α枝晶組織發(fā)生球團(tuán)化和細(xì)化,β相的數(shù)量明顯