鎂-鋁雙金屬液固復合界面組織結構和性能研究.pdf

1、近年來，隨著工業(yè)的發(fā)展，能源危機和環(huán)境問題日益嚴重，人們對材料的要求也日益提高，輕量化及高性能成為了新材料發(fā)展的一個趨勢。單一材料的零部件已經(jīng)很難滿足現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)過程中對材料的多方面的要求。雙金屬復合材料由于能將兩種不同金屬材料的優(yōu)勢結合起來，可以解決單一材料無法滿足的高強度、高韌性等綜合性能問題，將在各個領域有著越來越多的應用。
　　本文采用“液固復合鑄造”的方法，在自制的高真空液固復合裝置中進行鋁合金與鎂合金的雙金屬復合鑄造

2、實驗。重點研究了不同鋁合金的表面處理工藝、Mg/Al雙金屬液固復合工藝、微量元素Sr及熱處理工藝對Mg/Al雙金屬復合界面的組織和性能的影響。主要研究結果有:
　　(1)固態(tài)鋁合金的表面處理可以明顯提高液態(tài)鎂合金與鋁合金基體之間的潤濕性和冶金結合。通過化學浸鋅與電鍍工藝相結合，可以有效的去除固態(tài)鋁合金表面的氧化層，并在其表面鍍覆一層鋅層以防止鋁合金表面被再次氧化形成氧化膜。實驗表明:鋁合金基體上低熔點的鋅涂層以及液態(tài)鎂合金中添加的

3、Sr元素都能促進鋁基體表面的潤濕性，使其界面區(qū)域形成冶金反應。
　　(2)在AZ91/6061雙金屬復合試樣中，界面處沒有觀察到明顯的缺陷，表明在界面處形成了良好的冶金結合。XRD圖譜和EMPA結果確認在界面處主要形成了α-Mg、Al12Mg17、Al3Mg2和α-Al四種組織。添加微量元素Sr后，Sr元素分布在α-Mg晶界處及Al12Mg17相周圍，細化了初生相α-Mg和(Al12Mg17+α-Mg)共晶組織，并減少Al12Mg

4、17相的體積分數(shù)。力學性能測試結果表明:添加微量元素Sr后，AZ91/6061雙金屬試樣的剪切強度得到顯著提高。當Sr元素的添加量為0.3 wt.％時，AZ91/6061雙金屬復合試樣的剪切強度能達到最大值47.2MPa。
　　(3)針對AZ31/A390雙金屬液固復合鑄造工藝，對其復合界面進行掃描和能譜分析，發(fā)現(xiàn)界面的過渡層寬度大約為100-200μm，且界面中的組織主要為α-Mg、β-Al12Mg17和Mg2Si。鎂合金中添加