Mg-9Al基合金組織細化技術及性能研究.pdf

1、本文以Mg-Al-Zn系最具有代表性的AZ91合金(Mg-9Al基)的組織細化作為研究方向,以溶質元素(Sr、Ca、Ce、Nd),原位TiCp和電磁攪拌對AZ91的組織和性能的影響為主要研究內容,探討AZ91的化學成分、組織結構和性能變化之間的關系,以提高合金的力學性能和改善腐蝕性能為目的.研究了Sr對AZ91合金組織和性能的影響.結果表明,適量的Sr能細化合金的α晶粒.Sr增加合金的密度,有利于減少合金的顯微縮松.Sr提高鑄態(tài)與時效合

2、金的室溫強度性能,對延伸率的影響不大.探討了Sr細化組織的機理.研究了Ca對AZ91合金組織和力學性能的影響.少量的Ca可明顯細化α晶粒并提高鑄態(tài)與時效合金的室溫強度性能,但對延伸率不利.提出了Ca細化組織的機制是:凝固過程中固/液界面前沿富集的Ca強烈抑制α晶粒的生長.系統(tǒng)地研究了Ce、Nd對AZ91合金組織與性能的影響.結果表明,Ce、Nd均能顯著細化合金的顯微組織.同時,Ce、Nd與合金中的Al結合形成針狀的Al<,3>Ce和粒狀

3、的AlM<,3>Nd化合物,兩種化合物主要分布在晶界處.稀土元素的加入使β-Mg<,17>Al<,12>相由連續(xù)網狀變?yōu)榉沁B續(xù)分布.Ce、Nd明顯提高鑄態(tài)和時效合金的室溫力學性能,對延伸率提高有限.提出了Ce、Nd細化組織的機制是:結晶過程中固/液界面前沿富集的Ce、Nd引起成分過冷增大,導致晶核數量增加.首次系統(tǒng)地研究了適量的Ce、Ca、Sr對AZ91合金復合細化的工藝與機理.采用液淬方法和金相觀察探討了復合細化機制.使用基于SHS原

4、理的鑄造接觸反應法成功制備了Al-TiC中間合金.對反應進行了熱力學計算,研究了反應合成的工藝參數.首次系統(tǒng)地研究了以Al-TiC中間合金為AZ91合金的晶粒細化劑對顯微組織和力學性能的影響.結果表明,原位TiC顆粒明顯細化合金的α晶粒并提高合金的強度性能.探討了原位TiC顆粒細化合金的機制.首次研究了電磁攪拌對AZ91和AZ91+0.8％Ce合金顯微組織的影響.結果表明,合適的輸入電壓使合金的α枝晶組織發(fā)生球團化和細化,β相的數量明顯