【摘要】： 鎂合金作為21世紀的綠色產業(yè)，已經引起國內外的廣泛關注。有關鎂合金半固態(tài)成形技術的研究方興未艾。而SIMA法制備半固態(tài)鎂合金具有獨特的優(yōu)勢。 本文主要研究SIMA法制備鎂合金半固態(tài)坯料工藝過程中二次加熱熔化激活的工藝參數(shù)及組織球化機制。首先對經過擠壓形變的AZ91D鎂合金分別進行連續(xù)加熱及等溫保溫，，然后水淬快速激冷固定其高溫瞬時組織。定量測試晶粒的等積圓直徑和球化度等形貌參數(shù)，比較形變組織的半固態(tài)球化效果，采用金相分析、XRD、TEM、EDAX等方法觀測組織演變過程特點，并考察第二相及微區(qū)成分的變化。通過對半固態(tài)再結晶和半固態(tài)熔化過程中的組織轉變、晶界蜂巢及晶內液池現(xiàn)象的分析，結合相變熱力學和動力學原理，提出SIMA法制備鎂合金半固態(tài)球狀化組織的形成機制及工藝參數(shù)。研究結果表明： 1、等溫溫度和保溫時間是形變鎂合金組織球狀化的兩個重要控制因素。隨著保溫溫度的升高，獲得半固態(tài)球狀組織所需的等溫時間逐步縮短。在相同的加熱速度條件下，560℃保溫5min的工藝效果與570℃保溫4min、580℃保溫2min基本相當。 2、相同等溫溫度條件下，改變等溫時間，等積圓直徑的分布隨時間的延長趨向均勻，晶粒球化度接近于正態(tài)分布。平均等積圓直徑由大變小再變大再變小，呈波浪狀變化；而晶粒平均球化度則由小變大再變小，呈拋物線狀。 3、相同保溫時間條件下，改變等溫溫度，等積圓直徑大的晶粒隨溫度的升高而增加，球狀化程度高的晶粒數(shù)增多，平均等積圓直徑和平均球化度同時增大。而等溫溫度對最終球化組織的平均等積圓直徑和平均球化度的影響呈拋物線關系。 4、連續(xù)升溫和等溫保溫過程中再結晶形成等軸晶，為半固態(tài)晶粒球狀化提供了必 西安理工大學碩士學位論文 要的組織條件．．保溫溫度升高和連續(xù)加熱速度加訣都會使半固態(tài)再結晶的速度提 高。 5、形變組織半固態(tài)保溫過程中伴隨著局部高能區(qū)的熔化，表現(xiàn)為晶界蜂巢狀結構 和晶內液池現(xiàn)象，這是半固態(tài)合金保持固相特征并具有觸變性的基本條件。 6、半固態(tài)晶粒球狀化的基本原因是晶界熔化，其控制因素是因液界面處原子擴散 遷移的速度和界面曲率。過程機制為：擠壓形變組織在加熱過程中首先發(fā)生再結晶 長大變?yōu)轭w粒狀等軸晶；隨溫度升高和保溫時間延長，等軸晶發(fā)生局部熔化，液固 界面的曲率過熱使晶粒外形向球狀轉變。
【圖文】：

圖3一2560℃保溫過程中的組織演變(a)保溫Zmin(b)保溫3min(e)保溫4min(d)保溫smin(e)保溫6min微觀組織。保溫Zmin(圖3一Za)，固相呈柱狀樹枝分布，樹枝間隙以液相填充。隨時間的延長，樹枝骨架逐漸變得粗大，固液相界面變得模糊，有少量等軸晶粒開始出現(xiàn)。3min(圖3一Zb)時組織顆�；就瓿桑瑑H有少數(shù)顆粒連接在一起，晶界及晶粒內部有少量液相分布。4min時，晶界液相變多，晶�；颈灰合嗤耆綦x。晶粒內部的液相也有向中心聚集的趨勢。晶粒邊緣出現(xiàn)白亮色環(huán)，如圖3一2c所示。smin(圖3一Zd)后

第三章變形合金Az91D二次加熱過程中的組織演變0.52左右。上述保溫過程中，圖3一Za中液相從整個組織來看是不均勻的，沿某一方向成帶狀平行分布。這一現(xiàn)象的原因可能是由于擠壓應力分布不均而使得金屬在垂直于應力方向上的變形程度不同引起的，變形嚴重的區(qū)域殘余應力大，能量聚集高，重熔過程中熔化首先在這些區(qū)域發(fā)生。隨著保溫時間的延長，液相帶狀分布的特征逐漸減弱，晶粒進一步球團化，晶界處液相明顯增多。到sm加時，液相趨于均勻，這是由于保溫時間延長原子充分擴散的結果。據此可以確定，在560℃保溫時，保溫smin可以獲得液相分布均勻、晶粒圓整的半固態(tài)組織。3.2.2570℃保溫過程中的組織演變圖3一3為試樣加熱到570℃保溫不同時間的組織演變結果。保溫Zm加圖3一3570℃保溫過程中的組織演變(a)保溫2山in(b)保溫3口in(e)保溫4口in(d)保溫smin時試樣顆粒化明顯
【學位授予單位】：西安理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2003
【分類號】：TG146.2

【引證文獻】

相關博士學位論文 前1條

1 馬國睿;Mg-Al-Si合金半固態(tài)組織演變及其影響因素[D];哈爾濱工程大學;2011年

相關碩士學位論文 前5條

1 楊昆;齒輪泵泵體半固態(tài)擠壓成形的數(shù)值模擬研究[D];遼寧工程技術大學;2009年

2 肖文華;半固態(tài)5083鋁合金壓縮行為及觸變軋制研究[D];華南理工大學;2011年

3 蔣文明;亞共晶高鉻鑄鐵二次加熱組織演變及觸變擠壓充型性能研究[D];昆明理工大學;2008年

4 行舒樂;晶粒細化對AZ91鎂合金半固態(tài)組織演變影響的研究[D];西安理工大學;2009年

5 董傳勇;基于SIMA法的AlSi30合金半固態(tài)坯料復合制備技術研究[D];合肥工業(yè)大學;2010年

本文編號：2685919