Mg-Zn-Y合金中的準(zhǔn)晶相及準(zhǔn)晶增強鎂合金.pdf

1、鎂合金是工業(yè)應(yīng)用中最輕的結(jié)構(gòu)金屬材料之一，具有較高的強度，其比鋼度與鋁合金相當(dāng)。鎂合金具有優(yōu)異的工藝性能、較好的耐腐蝕性能、良好的導(dǎo)熱、減振及電磁屏蔽性和可回收性，被認(rèn)為目前最具發(fā)展前途的金屬材料。然而，鎂合金的不足之處是室溫強度不高和高溫強度偏低。因此，開發(fā)新型高強度鎂合金已成為鎂合金研究中的重點。 準(zhǔn)晶具有特殊的物理-化學(xué)性能。其中準(zhǔn)晶的高硬度使其特別適合于作為韌性基體材料中的強化相，如果使一定尺度準(zhǔn)晶顆粒均勻分布在鎂基體中

2、，則有可能制備出準(zhǔn)晶增強高強度鎂合金材料，從而拓展了鎂合金的應(yīng)用領(lǐng)域。 Mg-Zn-Y三元合金中準(zhǔn)晶形成能力較強，而且通過普通鑄造方法就可得到大體積分?jǐn)?shù)穩(wěn)定準(zhǔn)晶，這為準(zhǔn)晶增強鎂基合金的開發(fā)提供了途徑。 本論文主要內(nèi)容包括Mg-Zn-Y三元合金中穩(wěn)定準(zhǔn)晶的制備、鑒定，以及采用熔體混溶法制備準(zhǔn)晶增強鎂合金。本文的主要研究結(jié)果如下： 1、X射線衍射和透射電鏡分析結(jié)果表明鑄態(tài)Mg-Zn-Y系合金中存在穩(wěn)定的二十面體準(zhǔn)晶。

3、其成分近似為Mg29Zn63Y8。 2、Mg30Zn60Y10三元合金凝固過程中準(zhǔn)晶相是由初生相和液相發(fā)生包晶反應(yīng)生成的。初生相近似成分為Mg1632Zn7060Y13.08，其形成溫度為723℃，生成準(zhǔn)晶相的包晶反應(yīng)溫度為648℃。 3、Mg-Zn-Y系合金鑄態(tài)組織中準(zhǔn)晶相呈現(xiàn)花瓣狀或多邊形形貌，此外準(zhǔn)晶相花瓣形貌存在多樣性，從掃描電鏡圖片中可以觀察到6瓣，5瓣狀花瓣。決定準(zhǔn)晶相生長形貌的決定因素是其特殊的準(zhǔn)周期結(jié)構(gòu)。

4、 4、合金成分和冷卻速率顯著影響準(zhǔn)晶相生長形貌。當(dāng)準(zhǔn)晶合金凝固過程中形成的低溫相越多(主要為Mg3Zn7相)，凝固時間越長時，準(zhǔn)晶相長時間熟化使準(zhǔn)晶花瓣端部分叉和花瓣脫落，脫落準(zhǔn)晶游離到低溫相中最后在界面能的作用下形成多邊形狀。 5、采用熔體混溶法向AZ91合金引入Mg-Zn-Y準(zhǔn)晶合金后其混溶組織發(fā)生了較大變化。主要組成相有α-Mg，Mg2Zn，Al3Zn4Y3相?；烊芎蠛辖痂T態(tài)抗拉強度最大達(dá)到228MPa，比鑄態(tài)AZ