本文關(guān)鍵詞：Al-C系中間合金及其對(duì)AZ63合金晶粒細(xì)化行為的研究

  更多相關(guān)文章： Mg-Al系合金 中間合金 晶粒細(xì)化 異質(zhì)形核 力學(xué)性能

【摘要】：鎂合金具有密度低,比強(qiáng)度、比剛度高,電磁屏蔽能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于汽車、電子產(chǎn)品和航空航天等領(lǐng)域。然而,鎂合金的彈性模量低,強(qiáng)度低,塑性差,耐蝕性差制約了其應(yīng)用和發(fā)展。通過(guò)添加中間合金細(xì)化劑,可以有效地細(xì)化鎂合金的晶粒,提高其強(qiáng)度、塑性和耐蝕性。根據(jù)前期研究發(fā)現(xiàn),Al-C、 Al-C-Si和Al-C-B中間合金對(duì)Mg-Al系合金具有良好的晶粒細(xì)化效果。因此,本文研究三種Al-C系中間合金的物相組成和微觀組織,通過(guò)控制成分和工藝,制備含有大量細(xì)小異質(zhì)形核顆粒的中間合金,使Mg-Al系合金獲得較好的晶粒細(xì)化效果和力學(xué)性能。本文主要研究?jī)?nèi)容如下：(1)Al-C中間合金組織分析及對(duì)AZ63合金的晶粒細(xì)化行為本文利用熔體反應(yīng)法制備了系列Al-5C中間合金,隨溫度升高,Al4C3相的衍射峰變強(qiáng),數(shù)量增加、尺寸變大,由750℃時(shí)的2-4μm增大至850℃下的5-101μm。在熔煉溫度為730℃條件下,添加1.0wt.%Al-5C中間合金,保溫0.25h、0.5h和1h后,AZ63合金的平均晶粒尺寸由410μm分別減小至2001μm、170μm和180μm,保溫1h后細(xì)化效果穩(wěn)定。(2) Al-C-Si中間合金組織分析及對(duì)AZ63合金的晶粒細(xì)化行為本文利用熔體反應(yīng)法制備了系列Al-5SiC中間合金,其組成物相為α-A1、SiC、Al4C3和Si相,隨制備溫度升高,Al4C3相和Si相的衍射峰變強(qiáng),SiC的衍射峰逐漸減弱,甚至消失。Al-5SiC中間合金中SiC顆粒在基體上均勻分布,Al4C3相呈現(xiàn)塊狀或六角板片狀,主要分布在SiC顆粒周圍,少量分布在基體的其他位置。1200℃條件下,六角板片狀的Al4C3相會(huì)發(fā)生疊加和聚集現(xiàn)象。在熔煉溫度為730℃條件下,添加0.5wt.%Al-5SiC中間合金,可以使AZ63合金平均晶粒尺寸由4001μm細(xì)化至1201μm,保溫0.25h和0.5h對(duì)細(xì)化效果沒(méi)有影響；當(dāng)A14C3和SiC兩相共存時(shí),Al-C-Si中間合金對(duì)AZ63合金的細(xì)化效果更加優(yōu)異。(3) Al-C-B中間合金組織分析及對(duì)AZ63合金的晶粒細(xì)化行為本文利用熔體反應(yīng)法制備了系列Al-C-B中間合金,其組成物相為α-Al、 Al3BC和AlB2相；隨著溫度升高,部分AlB2相轉(zhuǎn)變成尺寸較大的AlB12相,剩余AlB2相和Al3BC粒子均發(fā)生長(zhǎng)大現(xiàn)象。Al-0.4C-1.6B中間合金的AlB2相在基體上均勻分布,尺寸為2-15μm, Al3BC顆粒約為1μm,主要均勻分散在AlB2周圍；該中間合金對(duì)AZ63合金具有良好的細(xì)化效果,當(dāng)添加量為0.5wt.%、1.0wt.%和2.0wt.%,保溫0.5h,AZ63合金的平均晶粒尺寸由350μm分別細(xì)化至230μm、110μm和60μm。晶粒細(xì)化后,AZ63鑄態(tài)合金的布氏硬度由56.5HBW逐漸增加到65.2HBW,T6熱處理后其布氏硬度由62.0HBW增加到71.7HBW,提高15.6%；其室溫抗拉強(qiáng)度也得到相應(yīng)提高。(4)Al-C系中間合金對(duì)AZ63合金晶粒細(xì)化行為的比較本文綜合對(duì)比了Al-C、Al-C-Si和Al-C-B三種中間合金對(duì)AZ63合金的晶粒細(xì)化行為,得出Al-C和Al-C-Si兩種中間合金具有更好的細(xì)化時(shí)效性,這與Al4C3比Al3BC在鎂合金熔體中更加穩(wěn)定有關(guān)。綜合考慮中間合金的添加量和保溫時(shí)間等工藝,Al-C-Si中間合金將是具有工業(yè)開發(fā)與應(yīng)用前景的Mg-Al系合金晶粒細(xì)化劑。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG146.22

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本文編號(hào)：1229770