Al-C系中間合金及其對AZ63合金晶粒細化行為的研究.pdf

1、鎂合金具有密度低，比強度、比剛度高，電磁屏蔽能力強等優(yōu)點，被廣泛應用于汽車、電子產(chǎn)品和航空航天等領域。然而，鎂合金的彈性模量低，強度低，塑性差，耐蝕性差制約了其應用和發(fā)展。通過添加中間合金細化劑，可以有效地細化鎂合金的晶粒，提高其強度、塑性和耐蝕性。根據(jù)前期研究發(fā)現(xiàn)，Al-C、Al-C-Si和Al-C-B中間合金對Mg-Al系合金具有良好的晶粒細化效果。因此，本文研究三種Al-C系中間合金的物相組成和微觀組織，通過控制成分和工藝，制備含

2、有大量細小異質(zhì)形核顆粒的中間合金，使Mg-Al系合金獲得較好的晶粒細化效果和力學性能。
　　本文主要研究內(nèi)容如下:
　　(1) Al-C中間合金組織分析及對AZ63合金的晶粒細化行為
　　本文利用熔體反應法制備了系列Al-5C中間合金，隨溫度升高，Al4C3相的衍射峰變強，數(shù)量增加、尺寸變大，由750℃時的2-4μm增大至850℃下的5-10μm。在熔煉溫度為730℃條件下，添加1.0wt.％ Al-5C中間合金，保溫

3、0.25h、0.5h和1h后，AZ63合金的平均晶粒尺寸由410μm分別減小至200μm、170μm和180μm，保溫1h后細化效果穩(wěn)定。
　　(2) Al-C-Si中間合金組織分析及對AZ63合金的晶粒細化行為
　　本文利用熔體反應法制備了系列Al-5SiC中間合金，其組成物相為α-Al、SiC、Al4C3和Si相，隨制備溫度升高，Al4C3相和Si相的衍射峰變強，SiC的衍射峰逐漸減弱，甚至消失。Al-5SiC中間合金中

4、SiC顆粒在基體上均勻分布，Al4C3相呈現(xiàn)塊狀或六角板片狀，主要分布在SiC顆粒周圍，少量分布在基體的其他位置。1200℃條件下，六角板片狀的Al4C3相會發(fā)生疊加和聚集現(xiàn)象。在熔煉溫度為730℃條件下，添加0.5wt.％Al-5SiC中間合金，可以使AZ63合金平均晶粒尺寸由400μm細化至120μm，保溫0.25h和0.5h對細化效果沒有影響;當Al4C3和SiC兩相共存時，Al-C-Si中間合金對AZ63合金的細化效果更加優(yōu)異。

5、
　　(3) Al-C-B中間合金組織分析及對AZ63合金的晶粒細化行為
　　本文利用熔體反應法制備了系列Al-C-B中間合金，其組成物相為α-Al、Al3BC和AlB2相;隨著溫度升高，部分AlB2相轉(zhuǎn)變成尺寸較大的AlB12相，剩余AlB2相和Al3BC粒子均發(fā)生長大現(xiàn)象。Al-0.4C-1.6B中間合金的AlB2相在基體上均勻分布，尺寸為2-15μm，Al3BC顆粒約為1μm，主要均勻分散在AlB2周圍;該中間合金對A

6、Z63合金具有良好的細化效果，當添加量為0.5wt.％、1.0 wt.％和2.0 wt.％，保溫0.5h，AZ63合金的平均晶粒尺寸由350μm分別細化至230μm、110μm和60μm。晶粒細化后，AZ63鑄態(tài)合金的布氏硬度由56.5HBW逐漸增加到65.2HBW，T6熱處理后其布氏硬度由62.0HBW增加到71.7HBW，提高15.6％;其室溫抗拉強度也得到相應提高。
　　(4) Al-C系中間合金對AZ63合金晶粒細化行為的