Al-Mg合金的晶粒細(xì)化研究.pdf

1、Al-Mg合金具有低密度、高比強(qiáng)度的優(yōu)點(diǎn)，因而在工業(yè)生產(chǎn)中具有廣闊的應(yīng)用前景。本文以Al-10Mg合金為對(duì)象，系統(tǒng)研究了三類細(xì)化劑對(duì)Al-10Mg合金的晶粒細(xì)化行為，以及細(xì)化處理對(duì)合金性能和合金中β(Al3Mg2)相含量的影響。利用高倍視頻顯微鏡、電子探針、掃描電鏡等測(cè)試手段研究了細(xì)化劑對(duì)Al-10Mg合金的細(xì)化特征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：Al-5Ti-1B、Al-5Ti-0.25C和Al-Ti-C-Ce三種中間合金對(duì)Al-10Mg合金均有良好

2、的細(xì)化效果。加入0.1％Al-5Ti-1B可使合金晶粒尺寸由650μm細(xì)化到62μm；加入0.2％Al-5Ti-0.25C后合金平均晶粒尺寸可變?yōu)?1μm；加入Al-Ti-C-Ce(加入量相當(dāng)于0.2％Al-5Ti-0.25C+0.2％Ce，下同)可使合金晶粒尺寸降為80μm。隨著保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，三種細(xì)化劑均出現(xiàn)細(xì)化衰退現(xiàn)象，其中Al-5Ti-0.25C中間合金細(xì)化衰退現(xiàn)象較嚴(yán)重，而Al-Ti-C-Ce中間合金最輕。 通過(guò)顯微硬

3、度計(jì)測(cè)定了合金細(xì)化前后的顯微硬度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：細(xì)化處理能顯著提高合金的顯微硬度，加入0.1％Al-5Ti-1B可使顯微硬度提高9.2％，加入0.2％Al-5Ti-0.25C可提高12.6％，而加入Al-Ti-C-Ce可提高10.3％，可見加入Al-5Ti-0.25C能更有效的提高合金的顯微硬度。 通過(guò)膨脹計(jì)測(cè)定了合金細(xì)化前后的熱膨脹系數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：細(xì)化處理降低了合金的熱膨脹系數(shù)。同時(shí)，與加入0.1％Al-5Ti-1B相比，

4、加入0.2％Al-5Ti-0.25C中間合金細(xì)化的Al-10Mg合金具有更小的熱膨脹系數(shù)，而加Al-Ti-C-Ce細(xì)化后的合金熱膨脹系數(shù)與加Al-5Ti-0.25C的基本相同。 通過(guò)差示掃描量熱儀(DSC)測(cè)定了合金細(xì)化前后的升溫曲線和降溫曲線。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)：升溫曲線中第一峰的面積可用來(lái)表征A1-10Mg合金中β相的相對(duì)含量，加入0.1％Al-5Ti-1B和加入0.2％Al-5Ti-0.25C均能使第一峰面積大幅減 小，

5、而加入Al-Ti-C-Ce使第一峰面積增大。β相含量降低說(shuō)明更多Mg以固溶原子形式存在于α-Al中，這對(duì)提高合金強(qiáng)度有重要作用，同時(shí)將使合金固溶處理時(shí)間縮短。 DSC降溫曲線表明：加0.1％Al-5Ti-1B可使Al-10Mg合金共晶反應(yīng)放熱峰的面積大幅度減少，而加入0.2％Al-5Ti-0.25C，共晶反應(yīng)放熱峰完全消失，說(shuō)明Ti增大了Mg的實(shí)際分配系數(shù)；加Al-Ti-C-Ce，共晶反應(yīng)放熱峰寬化，且坡度降低，其面積較細(xì)化前變