富鈰混合稀土對(duì)AZ61鎂合金凝固過程影響機(jī)理的研究.pdf

1、新的世紀(jì)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(jìn)科技大力發(fā)展清潔能源，并采用輕型材料減少對(duì)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(diǎn)的同時(shí)，克服了鎂合金易燃、耐腐蝕性差、力學(xué)性能欠佳等缺點(diǎn)，成為新世紀(jì)輕型結(jié)構(gòu)材料的重要選擇，成功應(yīng)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(duì)鎂合金微觀組織、機(jī)械性能的影響，而稀土元素如何影響鎂合金凝固過程的機(jī)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(jìn)一步研究。
　　 本實(shí)驗(yàn)采用AZ61和AZ61E鎂合金作為研究對(duì)象，通過DSC分析來測定AZ61和AZ61E鎂合金的相變點(diǎn)，根據(jù)相變點(diǎn)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(xué)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(xué)習(xí)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(jī)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(rèn)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(shí)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(shí)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(duì)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(dāng)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(shí)，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(jìn)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(duì)AZ61、AZ61E凝固組織的觀察表明，與之前的研究觀點(diǎn)不同，在凝固過程中析出的高熔點(diǎn)Al-Re相集中分布在α-Mg晶粒晶枝間，而α-Mg晶