Mg-Al系鎂合金的晶粒細化工藝與機理研究.pdf

1、對鎂有明顯的細化效果的元素Zr，主要用于Mg–Zn和Mg–RE系鎂合金的晶粒細化，而應用最廣的Mg-Al系合金不能用Zr來細化，因此尋找新型的晶粒細化劑很有必要。本文通過錯配度計算，熔點、各元素之間電負性差的比較，設計Mg-0.6Ca-xPb、Mg-0.6Ca-xSn兩種中間合金系，通過組織與物相分析，刪選出Mg-0.6Ca-1.8Pb、Mg-0.6Ca-1.9Sn兩種中間合金，進行熱擠壓處理，并將擠壓棒材添加進AZ31合金中，進行組織

2、與物相分析，研究其細化機理，結果表明：
　　采用電阻熔煉爐，在SF6+CO2氣氛下，制備了Mg-0.6Ca-xPb、Mg-0.6Ca-xSn兩種不同系列合金。其中Mg-0.6Ca組織粗大，二次枝晶臂平均間距為25.2μm，平均晶粒尺寸為274μm；隨著Pb含量的增加，二次枝晶臂間距與晶粒尺寸開始減小，當添加1.8％Pb時，組織最為細小，二次枝晶臂平均間距減小到11.8μm，平均晶粒尺寸細化至127μm，細化效果主要是因為Ca2Pb

3、、Mg2Ca相釘扎晶粒長大，以及Ca2Pb相的異質形核共同作用。
　　隨著Sn含量的增加，二次枝晶臂間距與晶粒尺寸呈現波動趨勢，當添加1.9%Sn時，組織相對最為細小，二次枝晶臂平均間距為8.6μm，平均晶粒尺寸細化至94μm，細化效果主要是因為CaMgSn、Mg2Sn相釘扎晶粒長大，以及CaMgSn相的異質形核共同作用。
　　選取Mg-0.6Ca-1.8Pb、Mg-0.6Ca-1.9Sn兩種中間合金，通過固溶處理和擠壓變形

4、改善第二相分布與形貌，第二相由團聚的狀態(tài)轉變?yōu)閺浬⒎植?，晶粒尺寸也有大幅度的減小，第二相分別為Ca2Pb、Mg2Ca、Mg1.86Pb；CaMgSn、Mg2Sn，熱擠壓過程不會改變物相種類。
　　制備的中間合金對AZ31有較好的細化效果，AZ31二次枝晶臂平均間距為38.0μm，平均晶粒尺寸為182μm；當Ca、Pb量達到0.73%時，二次枝晶臂平均間距減小至34.8μm，平均晶粒尺寸細化至90μm，細化效果主要是因為Ca2Pb相