定向凝固鎂合金工藝、組織與性能的研究.pdf

1、目前，高性能變形鎂合金的研制已成為材料領(lǐng)域令人矚目的焦點(diǎn)之一，但由于鎂合金是密排六方結(jié)構(gòu)，室溫下可開動的滑移系比較少，降低了其塑性成型的能力，因此大大地限制了鎂合金的應(yīng)用。鎂合金的塑性成型能力受錠坯顯微組織和晶粒取向的影響，因此通過研究鎂合金制備新工藝，對鑄錠顯微組織和晶粒生長取向進(jìn)行有效控制，有望成為改善其成型性能的有效手段。
　　本研究采用自行設(shè)計(jì)的定向凝固裝置，制備了純鎂和鎂合金鑄錠，并通過制定和改善定向凝固工藝，使其具有穩(wěn)

2、定的、特定生長方向的柱狀晶組織。采用金相分析(OM)、掃描電鏡(SEM)、X射線衍射分析(XRD)、力學(xué)性能測試等手段，研究了定向凝固工藝對純鎂和鎂合金組織的影響，分析了鑄態(tài)定向凝固純鎂和鎂合金的晶粒取向，及其鑄態(tài)和擠壓態(tài)的變形行為。取得以下研究結(jié)果：
　　制造定向凝固純鎂和鎂合金鑄錠，采用拉伸速度為0.5mm/min的工藝，能夠使凝固后的組織具有穩(wěn)定的、特定生長方向的粗大晶粒。
　　鑄態(tài)定向凝固純鎂豎直方向上晶粒生長方向?yàn)?/p>

3、[112—0]、[101—2]和[101—3]。鎂合金Mg-0.2Al、Mg-0.5Al、Mg-1Al豎直方向上晶粒主要的生長方向?yàn)閇112—0]、[101—2]和[101—3]，隨著合金元素的增加，晶粒的生長方向由[112—0]逐漸變?yōu)閇101—2]和[101—3]，其中生長方向的改變主要受到溫度梯度和合金元素的影響。
　　晶粒生長方向的不同，使鑄態(tài)定向凝固純鎂和鎂合金其具有不同的變形行為。晶粒生長方向?yàn)閇101—2]和[101

4、—3]時，由于提高了Schmid因子，使純鎂和鎂合金具有更低的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和更高的延伸率。
　　定向凝固工藝能夠有效提高擠壓態(tài)純鎂和鎂合金的力學(xué)性能。擠壓溫度為573K時，擠壓態(tài)定向凝固純鎂強(qiáng)度較一般態(tài)純鎂高。擠壓溫度為623K時，隨著合金元素含量的增加，Mg-0.2Al、Mg-0.5Al、Mg-1Al、AZ31的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度逐漸增大，延伸率也隨之增加。定向凝固 Mg-1Al、AZ31擠壓后，表現(xiàn)出優(yōu)良的室溫、高溫力學(xué)