富鈰混合稀土對AZ61鎂合金凝固過程影響機理的研究.pdf

1、新的世紀人類在能源、資源和環(huán)境等方面面臨著諸多挑戰(zhàn)。依靠先進科技大力發(fā)展清潔能源，并采用輕型材料減少對能源的消耗成為行之有效的手段。稀土鎂合金在保留普通鎂合金諸多優(yōu)點的同時，克服了鎂合金易燃、耐腐蝕性差、力學性能欠佳等缺點，成為新世紀輕型結(jié)構(gòu)材料的重要選擇，成功應用在許多工程領(lǐng)域。
　　 然而現(xiàn)有研究主要集中在從結(jié)果上去分析稀土元素對鎂合金微觀組織、機械性能的影響，而稀土元素如何影響鎂合金凝固過程的機理卻尚不清楚，在諸多問題上仍

2、存在著較大的分歧和爭議，許多深層次問題還有待科研人員進一步研究。
　　 本實驗采用AZ61和AZ61E鎂合金作為研究對象，通過DSC分析來測定AZ61和AZ61E鎂合金的相變點，根據(jù)相變點選定若干溫度，在選定溫度下通過液淬的方法獲得AZ61、AZ61E鎂合金在選定溫度下的快速凝固組織。采用合理的試樣制備方法和合理的腐蝕方法，通過XRD、光學顯微鏡、鎢燈絲掃描電鏡、EDS等觀察和分析手段研究快速凝固組織，在深入學習凝固理論的基礎(chǔ)上

3、探討富鈰混合稀土影響AZ61鎂合金凝固行為的機理。
　　 研究結(jié)果表明：
　　 AZ61、AZ61E鎂合金在液淬過程中存在很大的過冷度，但此過冷度不能使鎂合金來不及形核而直接凝固，因此不能認為液淬組織就是此溫度下的顯微組織。不過由于冷卻速度很大，此時的鎂合金的液淬組織和理想狀態(tài)下的液淬組織存在相似性和因果關(guān)系，可以通過此時鎂合金的液淬組織來分析理想狀態(tài)下的液淬組織，從而了解、分析鎂合金的凝固過程以及在凝固過程中稀土元素發(fā)

4、揮的作用。
　　 通過對AZ61鎂合金差熱曲線分析得知，AZ61鎂合金固液相變(L→α-Mg)溫度區(qū)間為585.1℃-608.1℃，共晶轉(zhuǎn)變(L→α-Mg+β)溫度區(qū)間為409.8℃-413.2℃。AZ61E鎂合金液-固相變(L→α-Mg)區(qū)間為585.7℃-608.3℃，AZ61E鎂合金共晶相變(L→α-Mg+β)區(qū)間為413.9-417.6℃。當添加入1％RE后，RE與Al生成金屬間化合物，消耗了一部分Al，使得合金的液-固

5、相變溫度變高，液-固相變溫度區(qū)間由585.1℃-603.2℃變成了585.7℃-604.2℃。同時，添加RE元素提高了AZ61鎂合金的共晶轉(zhuǎn)變溫度，說RE元素能促進AZ61鎂合金的共晶轉(zhuǎn)變，從而使得共晶轉(zhuǎn)變溫度區(qū)間由409.9℃-412.6℃變提高到413.9℃-417.6℃。
　　 通過對AZ61、AZ61E凝固組織的觀察表明，與之前的研究觀點不同，在凝固過程中析出的高熔點Al-Re相集中分布在α-Mg晶粒晶枝間，而α-Mg晶