Al-P中間合金對含Si鎂合金細化與變質(zhì)行為的研究.pdf

1、本文利用高倍光學顯微鏡(HRVM)、掃描電鏡(SEM)和電子探針微成分分析儀(EPMA)等測試手段，研究了Al-P中間合金對含Si鎂合金細化與變質(zhì)行為，考察了各種工藝參數(shù)對變質(zhì)和細化效果的影響，探討了Mg2Si異質(zhì)形核機理。試驗研究了Mg加入到Al-P中間合金后磷化物的演變規(guī)律，并探討了Al-Mg-P對Al-Si合金及Al-Mg2Si合金的細化行為。
　　 Mg-Mg2Si系合金中的增強相Mg2Si通常表現(xiàn)為粗大的樹枝狀初生組織

2、和漢字狀共晶組織。Al-P中間合金的加入對鎂合金中的Mg2Si相有顯著的細化變質(zhì)效果。試驗結(jié)果表明，在Mg-4Al-2Si合金中加入1.5wt.％的Al-P中間合金，溫度740℃左右，保溫30min時變質(zhì)效果良好。此時初生Mg2Si形態(tài)由樹枝晶或等軸晶變?yōu)槎嘟切螇K狀，尺寸由70μm減少到15μm以下;共晶Mg2Si相得到了明顯的細化，其形貌由粗大的漢字狀變?yōu)榧毿〉睦w維狀或塊狀顆粒。主要原因為Al-P在熔體中后經(jīng)歷了以下過程:大塊AlP分

3、解→AlP粒子的溶解→P原子與Mg原子之間的化學反應(yīng)-Mg3P2分子團簇→均勻分散的Mg3P2小粒子;當溫度下降到液相線后，Mg2Si相則以Mg3P2作為襯底形核長大。
　　 Mg-5Al-1Zn-1Si-0.36Mn合金中加入Al-P中間合金后，Mg3P2首先包裹Al8Mn5相析出而形成Mg2Si雙相異質(zhì)襯底。其中微量的P在Mg2Si相晶體長大過程中吸附在固-液界面上，抑制了Mg2Si相生長的各向異性，促進了其形貌的改善也使其

4、得到細化。隨著Mg2Si尺寸的減小及形貌變化，合金α-Mg晶粒尺寸由原來1000μm六瓣狀雪花枝晶逐漸細化到300μm左右，得到明顯的細化。
　　 在高Si的ASZ741合金中加入Al-3.5P中間合金后，除了Mg2Si晶粒尺寸隨著Al-3.5P加入量的增加明顯降低外，α-Mg平均晶粒尺寸也由原來的302μm，被細化到46μm。其細化機理主要是由于熔體加P后，Mg2Si粒子會先于α-Mg析出且尺寸細小、分布均勻，預(yù)先生成的Mg2

5、Si粒子可作為(Mg2Si+α-Mg)共晶團形核襯底，在共晶凝固過程中使得α-Mg包裹Mg2Si離異共生生長，兩相相互抑制生長從而得到細化。
　　 通過研究向Al-P中間合金中不斷增加Mg含量后合金微觀組織及物相的演變過程，發(fā)現(xiàn)Mg在加入到Al-P后，Mg原子通過擴散及滲透作用不斷將AlP轉(zhuǎn)化成Mg3P2相。試驗獲得的Al-SMg-3P合金中僅存在Mg3P2相，當其被加入到鋁基的Al-Si及Al-Mg2Si合金熔體后，會在熔體中