【摘要】： 鎂合金是目前應(yīng)用的最輕的金屬材料,具有巨大的應(yīng)用潛力,而且半固態(tài)成形被認(rèn)為是鎂合金最有發(fā)展前途的新型成形技術(shù)。然而,鑄態(tài)鎂合金組織比較粗大,嚴(yán)重影響其機(jī)械性能,同時(shí)影響半固態(tài)錠料的組織。對(duì)于含鋁鎂合金,碳孕育是目前最有效的晶粒細(xì)化手段。本文研究了MgCO_3、SiC的添加量、添加溫度、熔體保溫時(shí)間、冷卻速率、錠料尺寸對(duì)AZ91D鎂合金微觀組織的影響,并從形核和生長(zhǎng)的角度,探討了細(xì)化機(jī)理。同時(shí)研究了經(jīng)過(guò)細(xì)化處理的AZ91D鎂合金在部分重熔過(guò)程中的組織演變。結(jié)果表明: AZ91D鎂合金經(jīng)過(guò)MgCO_3、SiC處理后組織明顯得到了細(xì)化。當(dāng)在790℃加入1.0%MgCO_3后保溫10min,晶粒平均尺寸從未處理的311μm可減小到53μm;隨著保溫時(shí)間的延長(zhǎng),晶粒細(xì)化效果隨之衰退;隨著熔體從處理溫度降到澆注溫度的冷卻速率的增加,晶粒尺寸減小。當(dāng)在760℃～780℃加入0.2%SIC后保溫30min,平均晶粒尺寸可減小到70μm;其它工藝參數(shù)對(duì)試樣晶粒大小的影響和MgCO_3細(xì)化處理的基本一樣,只是細(xì)化衰退現(xiàn)象比較弱。相比而言,SiC處理的細(xì)化效果衰退現(xiàn)象比較弱,且比MgCO_3的細(xì)化效果穩(wěn)定,可操作性、可靠性強(qiáng)。 MgCO_3和SiC對(duì)AZ91D鎂合金組織的細(xì)化,是異質(zhì)形核和抑制生長(zhǎng)綜合作用的結(jié)果。主要機(jī)理是細(xì)化劑與合金元素反應(yīng)生成Al_4C_3,Al_4C_3與α-Mg均為六方晶系,且晶格常數(shù)相近,因此可作為α-Mg原子的非均質(zhì)形核的基底,另一部分C元素因溶質(zhì)再分配而富集到晶間,反應(yīng)生成點(diǎn)狀A(yù)l_4C_3,對(duì)晶粒的生長(zhǎng)起到阻礙作用,從而使晶粒細(xì)化。另外,SiC加入后,反應(yīng)生成的Mg_2Si對(duì)晶粒的生長(zhǎng)也起到阻礙作用。 MgCO_3、SiC處理后的AZ91D鎂合金經(jīng)過(guò)半固態(tài)等溫?zé)崽幚砗竽塬@得適合半固態(tài)成形所需組織的半固態(tài)錠料。在部分重熔過(guò)程中,經(jīng)MgCO_3、SiC處理的AZ91D的組織演變過(guò)程可分為以下階段:因枝晶間共晶組織向初生晶的溶解而導(dǎo)致的初期快速粗化階段、剩余共晶組織的熔化引起的組織分離階段、初生固相顆粒部分熔化所致的球狀化階段、Ostwald熟化引起的粗化階段。與沒(méi)經(jīng)細(xì)化的鎂合金相比,晶粒細(xì)化后半固態(tài)組織中初生顆粒的尺寸小,形狀圓整。鑄態(tài)組織越細(xì)小,半固態(tài)組織的初生顆粒尺寸越小、形狀越圓整。而且,錠料尺寸增大時(shí),初生顆粒尺寸也隨著增大。
【圖文】：

X射線衍射分析。使用的儀器主要包括:JsM一6700F場(chǎng)發(fā)射電子顯微鏡、MEF3光學(xué)顯微鏡、EPMA一1600電子探針?lè)治鰞x、D/Max一2400粉末X射線衍射儀。試樣的截取面如圖2.4(取橫截面和縱剖面，主要是為了觀察2個(gè)面的組織有沒(méi)有不同之處，觀察組織取橫截面。對(duì)于錠料尺寸為甲45mm和甲70mm的錠料，沿試棒軸向正中間截取，然后沿徑向取3個(gè)不同位置，即中心、邊緣、二分之一半徑處(此處即為錠料尺寸實(shí)驗(yàn)中甲45mm和甲70mm的錠料組織觀察處)，進(jìn)行組織觀察分析)，試樣的制備主要包括粗磨、細(xì)磨、粗拋光和細(xì)拋光四道程序。試樣首先在400號(hào)和800號(hào)砂紙上粗磨

圖2.6MgCO3添加量對(duì)AZ91D鎂合金固溶組織的影響(a)一0.0%;(b)一0.2%;(e)一0.4%;(d)一0.6%;(e)一0.8%;(O一1.0%;(g)一1.2%;(h)一1.4%采用Image一propluss.o軟件測(cè)量7900C加入不同量的Mgco3(具體細(xì)化工藝數(shù)見(jiàn)表2.2及其說(shuō)明)后Az91D鎂合金固溶組織(如圖2.6)的平均晶粒直徑大小，2.7為定量分析結(jié)果。更為直觀的發(fā)現(xiàn)，，添加1.0%的Mgco3后，晶粒細(xì)化效果到最佳，晶粒尺寸僅為53林m，較未處理時(shí)的311林m，晶粒尺寸大幅度減小。350，300.~~~~_一.一~一\00000505一Ul勻22月..月.過(guò)曰\卑側(cè)莫日喂除
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：TG146.22

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 趙孚;Nd和Ca對(duì)AZ63鎂合金微觀組織和力學(xué)性能的影響[D];太原科技大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2599269