碳化硅顆粒參與下快冷鎂合金細(xì)晶組織制備及熱穩(wěn)定性研究.pdf

1、學(xué)校代碼：10406分類號(hào)：TG146.1學(xué)號(hào)：140308250309南昌航空大學(xué)南昌航空大學(xué)碩士學(xué)位論文（學(xué)位研究生）碳化硅顆粒參與下快冷鎂合金細(xì)晶組織制備及熱穩(wěn)定性研究碩士研究生：殷海瞇導(dǎo)師：楊偉副教授申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士學(xué)科、專業(yè)：航空宇航制造工程所在單位：航空制造工程學(xué)院答辯日期：2017年6月授予學(xué)位單位：南昌航空大學(xué)I摘要摘要隨著傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)材料朝輕量化、綠色化的方向發(fā)展，鎂合金憑借低密度、高比強(qiáng)度比剛度及良好的阻尼性能等一系列

2、優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車電子等領(lǐng)域。然而傳統(tǒng)鑄態(tài)方法得到的鎂合金，普遍存在枝晶粗大、成分偏析、縮孔縮松等缺陷，限制了鎂合金在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。晶粒粗大及高溫晶界β相容易粗化是造成各種缺陷的首要原因。細(xì)化晶粒能夠提高合金高溫強(qiáng)度、抗蠕變性，降低組元偏析，抑制β脆性相粗大。因此，深入研究快冷鎂合金細(xì)晶組織制備工藝至關(guān)重要，分析微米及納米SiC顆粒參與銅模快冷AZ91鎂合金的相關(guān)細(xì)化機(jī)理，以及揭示其對(duì)細(xì)晶合金高溫條件下晶粒長(zhǎng)大行為的影響

3、，對(duì)高性能鎂合金的制備具有重要價(jià)值。本文采用SiC顆粒孕育劑與快速凝固技術(shù)相結(jié)合的方式，研究了不同粒徑及含量SiC顆粒參與對(duì)快冷鎂合金細(xì)晶組織形貌和平均晶粒尺寸的影響，獲得鎂合金最優(yōu)細(xì)化方案。通過(guò)不同溫度與保溫時(shí)間固溶處理，結(jié)合合金顯微硬度分析，進(jìn)一步研究SiC顆粒參與對(duì)快冷細(xì)晶鎂合金晶粒長(zhǎng)大行為的影響。探討細(xì)晶合金高溫組織熱穩(wěn)定性，為合金高溫性能的改善提供理論依據(jù)。晶粒細(xì)化實(shí)驗(yàn)表明，比常規(guī)凝固，銅?？炖浜辖鸾M織粒狀晶粒細(xì)小均勻。微米S

4、iC顆粒的參與導(dǎo)致鎂合金凝固組織進(jìn)一步細(xì)化，含量越高，細(xì)化效果越明顯，銅模內(nèi)徑2mm時(shí)，亞快速凝固AZ912wt%SiC(m)細(xì)化效果最好。微米SiC顆粒促進(jìn)銅?？炖銩Z91合金異質(zhì)形核，隨著凝固過(guò)程進(jìn)行，多余SiC顆粒被推移到晶界處，釘扎晶界阻礙初生晶粒長(zhǎng)大，從而合金組織更加細(xì)小彌散。并且微米SiC參與以及銅模內(nèi)徑的降低，快冷鎂合金顯微硬度得到顯著提高，其中當(dāng)銅模內(nèi)徑2mm，微米SiC含量2wt%時(shí)，硬度值高達(dá)146Hv，相比鑄態(tài)提高

5、92%。納米SiC顆粒參與下鎂合金顯微組織明顯細(xì)化，當(dāng)納米SiC含量在1wt%時(shí)，銅模快冷合金平均晶粒尺寸細(xì)化至5m，細(xì)化效果明顯優(yōu)于微米SiC參與下的快冷鎂合金。納米SiC顆粒在細(xì)晶組織中，一方面在晶體內(nèi)部提供異質(zhì)形核，另一方面出現(xiàn)在晶界邊緣釘扎晶界阻礙晶粒長(zhǎng)大。固溶處理實(shí)驗(yàn)表明，保溫2h，320℃、370℃時(shí)快冷鎂合金不完全固溶，400℃時(shí)處于完全固溶狀態(tài)。微米SiC顆粒參與，400℃固溶處理保溫時(shí)間由2h延長(zhǎng)到8h，亞快速凝固AZ