快速凝固AM60合金組織和性能的研究.pdf

1、鎂合金重量輕、比強(qiáng)度和比剛度高、減震性能和電磁屏蔽性能優(yōu)良，鑄造性能優(yōu)異、還具有良好的切削加工性能和拋光性能，因此鎂合金在汽車、航空航天、家電、通訊電子等工業(yè)中得到日益廣泛的應(yīng)用，其中AZ91D和AM60B占汽車上鎂合金應(yīng)用量的90％，AM60鎂合金主要應(yīng)用在汽車輪轂，轉(zhuǎn)向盤，座椅等汽車零件上。目前生產(chǎn)AM60鎂合金零件的主要工藝是壓力鑄造，但是壓鑄件的塑性比較低，不適合應(yīng)用在有震動(dòng)和沖擊載荷的情況?？焖倌坦に囂岣吡撕辖鸬睦鋮s速度，細(xì)

2、化合金的晶粒組織，是提高鎂合金性能的重要途徑之一。目前快速凝固鎂合金研究比較多的是AZ91和Mg-Zn系合金，而對(duì)AM60鎂合金的快速凝固鮮有報(bào)道。
　　本文旨在研究快速凝固工藝條件下 AM60鎂合金的組織和性能，同時(shí)研究了常規(guī)鑄造條件下具有晶粒細(xì)化作用的合金元素 Y、Ca、Sr在快速凝固條件下對(duì)AM60鎂合金組織和性能的影響。
　　本文利用食鹽水冷的方法制造不同直徑的（坩堝直徑不同，內(nèi)徑分別是87mm，60mm和36mm）

3、AM60鎂合金鑄錠，研究不同凝固速度對(duì)AM60鎂合金組織和性能的影響，同時(shí)在食鹽水冷的條件下研究添加元素Y，Ca和Sr對(duì)AM60鎂合金組織和性能的影響。
　　主要結(jié)果為：
　?、倥c常規(guī)鑄造AM60鎂合金相比，采用快速凝固方式制備的AM60鎂合金的晶粒組織細(xì)小，并且分布均勻。力學(xué)性能得到了明顯提高，常規(guī)鑄造的AM60鎂合金的抗拉強(qiáng)度為129.0Mpa，在本實(shí)驗(yàn)中經(jīng)快速凝固后，凝固速度最快的AM60鎂合金的抗拉強(qiáng)度達(dá)到了268.

4、3Mpa，而屈服強(qiáng)度和延伸率分別由85.3Mpa，2.4%提高到了124.3Mpa和15.4%。
　?、诳焖倌虠l件下，隨著凝固速度的提高，第二相Mg17Al12在晶界處分呈不連續(xù)的彌散分布，并且凝固速度的提高也利于力學(xué)性能的改善，當(dāng)鑄錠直徑從87mm降低到36mm時(shí)，合金的抗拉強(qiáng)度由218.9Mpa提高到268.3Mpa，而屈服強(qiáng)度和延伸率分別由101.6Mpa，10.0%提高至124.3Mpa，15.4%。
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5、固條件下AM60鎂合金中添加元素Y后，晶粒組織形貌發(fā)生較大變化，由等軸晶狀發(fā)展為枝晶狀，并且晶界處有大小不一的顆粒狀第二相Al2Y存在。在此條件下 AM60鎂合金無(wú)論是抗拉強(qiáng)度，屈服強(qiáng)度還是延伸率都要優(yōu)于AM60-xY合金。
　?、芸焖倌虠l件下AM60鎂合金中添加元素Ca后，晶粒組織形貌發(fā)生了明顯的變化，由等軸晶狀發(fā)展為明顯的細(xì)針狀的枝晶，最后晶粒組織是呈現(xiàn)層片狀的分布，并且在晶界處有第二相 Al2Ca生成，第二相的形貌由彌散分

6、布發(fā)展為網(wǎng)狀分布，將晶粒完全割裂開來(lái)，這種分布不利于合金力學(xué)性能的改善。因此Ca元素的添加并沒(méi)有使合金的力學(xué)性能得到提高，即 AM60鎂合的抗拉強(qiáng)度，屈服強(qiáng)度和延伸率要高于AM60-xCa合金，并且隨著Ca元素的添加，延伸率是呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。
　　⑤快速凝固條件下，沒(méi)有添加 Sr元素的AM60鎂合金的組織為細(xì)小均勻的近似等軸的晶粒，添加Sr元素后晶粒尺寸逐漸變大，最后發(fā)展為相對(duì)發(fā)達(dá)的枝晶。Sr元素的加入使合金的屈服強(qiáng)度，抗拉強(qiáng)度和