鎂鋁雙金屬連接及界面微觀結(jié)構(gòu).pdf

1、面對日益嚴(yán)峻的環(huán)境污染以及能源危機(jī)，汽車的輕量化越來越重要，而輕質(zhì)的鎂、鋁合金成為實(shí)現(xiàn)汽車輕量化，達(dá)到節(jié)能環(huán)保目標(biāo)的首選材料。固-液復(fù)合鑄造的方式是制造形狀復(fù)雜的汽車氣缸體的一種非常簡單有效的手段。
　　本課題是以鎂合金AZ91D和鋁合金ZL105為基本材料，實(shí)驗(yàn)前在鋁合金基體上采用基本預(yù)處理、化學(xué)浸鋅、電鍍鋅以及熱浸錫等四種處理方法，并設(shè)計(jì)澆注溫度、保溫溫度、保溫時(shí)間等鑄造參數(shù)，通過固-液復(fù)合鑄造的方法使鎂、鋁合金連接起來。鑄造

2、實(shí)驗(yàn)完畢后通過金相觀察、掃描能譜分析、顯微硬度分析以及 XRD物相分析，詳細(xì)地了解連接界面的組織構(gòu)成及分布，通過數(shù)據(jù)分析探究界面行為和鎂鋁雙金屬連接的機(jī)理。結(jié)果表明：在一定的溫度和時(shí)間下保溫，鎂鋁雙金屬可以通過在鋁基體上進(jìn)行基本預(yù)處理、化學(xué)浸鋅、電鍍鋅以及熱浸錫等方法以固-液復(fù)合鑄造的方式連接起來。鎂鋁合金之間主要是通過擴(kuò)散、反應(yīng)相變兩種機(jī)制互相結(jié)合而連接起來的。
　　掃描、能譜以及 XRD物相數(shù)據(jù)分析表明：對于保溫30min的試

3、樣，保溫30min基本預(yù)處理試樣從AZ91D鎂合金至ZL105鋁合金之間的界面組織過渡區(qū)可分為3個(gè)小的擴(kuò)散過渡區(qū)，其主要組織為：?-Mg固溶體+Mg17Al12相? Mg17Al12相+Mg2Al3相+Mg2Si相?Mg2Al3相+Mg2Si相+?-Al固溶體；而保溫30min化學(xué)浸鋅與電鍍鋅試樣的過渡區(qū)組織卻有著很大的差別，其含有保溫30min基本預(yù)處理試樣中不具有的?-Zn固溶體，而保溫30min基本預(yù)處理試樣卻含有保溫30min化

4、學(xué)浸鋅和電鍍鋅試樣中不具有的Mg2Al3相及Mg2Si相，這表明化學(xué)浸鍍或者電鍍的Zn層限制了Al元素及Si元素的擴(kuò)散。此外，在擴(kuò)散層厚度方面：基本預(yù)處理試樣的2mm?化學(xué)浸鋅試樣的1.5mm?電鍍鋅試樣的400μm。對于基本預(yù)處理、化學(xué)浸鋅、電鍍鋅三種保溫60min試樣，其連接界面具有與保溫30min基本預(yù)處理試樣相似的組織構(gòu)成與分布，其過渡區(qū)組織同樣為：?-Mg固溶體+Mg17Al12相?Mg17Al12相+Mg2Al3相+Mg2S

5、i相?Mg2Al3相+Mg2Si相+?-Al固溶體，而且三種60min保溫試樣的過渡區(qū)厚度都在4mm左右。這表明長達(dá)60min的擴(kuò)散時(shí)間使得Zn層完全消失從而不具備限制Al元素?cái)U(kuò)散的作用。保溫30min與保溫60min熱浸錫試樣的連接界面具有相似的組織構(gòu)成與分布，其過渡區(qū)組織存在著大量的Mg2Sn相，在Mg2Sn相之間分布一些?-Mg固溶體和Mg17Al12相，在靠近鋁側(cè)基體附近還形成了?-Sn固溶體。
　　顯微硬度的數(shù)據(jù)分析表明