Mg-xCu鎂合金部分重熔組織研究.pdf

1、鎂合金是目前應用的最輕的金屬結構材料，具有巨大的應用潛力，而且半固態(tài)成形被認為是鎂合金最有發(fā)展前途的新型成形技術。由于觸變成形在半固態(tài)金屬坯料的加熱、輸送過程中比較方便，容易實現(xiàn)自動化操作，因此觸變成形是當前金屬半固態(tài)成形的主要工藝方法。因此，開發(fā)新型半固態(tài)鎂合金材料具有很好的發(fā)展前景。
　　 本文以Mg-xCu為研究對象，研究Cu含量變化對合金組織性能和半固態(tài)非枝晶組織的影響。分析其組織性能和在等溫熱處理過程中的組織演變情況，

2、并對其機理進行探討。本實驗結合Mg-Cu二元相圖將Cu的質量分數(shù)定為0.5％、1％、3％、5％、7％、9％和11％。
　　 試驗結果表明，Mg-xCu鎂合金隨著Cu的質量分數(shù)的增加，鑄態(tài)合金的顯微組織由樹枝晶逐漸轉變?yōu)樗N薇狀的等軸晶，合金的晶粒也逐漸細化；拉伸強度隨著Cu含量的增加而增加，當Cu含量11％抗拉強度達到最大值166MPa；延伸率隨著Cu含量的增加先降低后上升，Cu含量11％時達到最大值6.62％；硬度隨著Cu含量的

3、增加硬度持續(xù)上升，當Cu含量11％達到最大值56.9HV；鑄態(tài)斷口形貌隨著Cu含量增加，由少量撕裂棱出現(xiàn)到撕裂棱增多且有韌窩出現(xiàn)。
　　 在Mg-xCu鎂合金用等溫熱處理法制備半固態(tài)非枝晶漿料的過程中，可以看到隨Cu含量的增加，合金的固液兩相溫度區(qū)間增大，制備出非枝晶半固態(tài)漿料的最低溫度降低，半固態(tài)初生顆粒的尺寸越細小、圓整度越好且制備出的漿料隨加熱溫度和加熱時間規(guī)律性也變好。在部分重熔的過程中，合金的組織演變過程可分為以下階段

4、：因枝晶間共晶組織的熔解而引起的初期快速粗化階段、剩余共晶組織的熔化而引起的組織分離階段、初生固相顆粒部分熔化所致的球狀化階段和最后的因合并和Ostwald熟化引起的粗化階段。當Cu含量為7％、9％、11％時，合金半固態(tài)重熔組織中的初生固相顆粒的平均等積圓直徑較小，比較容易獲得理想的半固態(tài)非枝晶漿料。通過對Mg-x％Cu(x=7、9、11)半固態(tài)組織的中顆粒平均直徑、形狀系數(shù)、固相率的綜合計算分析，最終得到：Mg-7％Cu在620°C保