半連續(xù)鑄造AZ31和AZ61鎂合金大鑄錠組織和性能均勻性研究.pdf

1、鎂合金越來越多的應用于汽車，航空航天，通訊電子等領域。在這些應用領域，需要大型鎂合金型材，這就要求高質(zhì)量的鎂合金鑄坯。鑄坯中的各種缺陷，如：組織性能不均勻、偏析、縮孔等，嚴重制約了鎂合金大型型材的應用。鎂合金半連續(xù)鑄造工藝主要包括澆注溫度，結晶器尺寸，拉坯速度和冷卻水強度。當澆注溫度和結晶器尺寸一定時，拉坯速度是非常重要的工藝參數(shù)，它結合一次冷卻和二次冷卻強度最終影響大錠坯徑向組織和性能的均勻性。
　　 本文以AZ61和AZ31

2、鎂合金為研究對象，通過金相分析、SEM分析、X-ray物相分析、顯微硬度和力學性能測試等試驗方法，研究了半連續(xù)鑄造φ500mm AZ61鎂合金大鑄錠徑向組織和性能的均勻性。研究了均勻化退火對AZ61鎂合金鑄錠徑向組織和性能的影響。研究了拉坯速度(35mm/min和45mm/min)對φ500mmAZ31鎂合金大鑄錠組織和性能均勻性的影響。
　　 研究結果表明：在半連續(xù)鑄造φ500mmAZ61鎂合金大鑄錠中，從鑄錠心部到邊部，晶粒

3、尺寸逐漸減小。心部是較粗大的等軸晶，晶粒大小不均勻，鑄錠邊部為明顯的細柱狀晶，表層細晶區(qū)較窄。鑄錠中發(fā)現(xiàn)有α-Mg，Mg17Al12和Al8Mn5三種化合物。從鑄錠心部到邊部，第二相百分含量逐漸減少。心部的第二相呈粗大的塊狀斷續(xù)分布在晶界、枝晶界，晶粒基體內(nèi)含量少。邊部化合物較為細小且彌散分布。從鑄錠心部到邊部，顯微硬度逐漸增大。屈服強度和抗拉強度差異不大，但由于邊部的柱狀晶組織，使得鑄錠邊部的塑性顯著降低。經(jīng)過450℃×15h均勻化退

4、火處理后，組織偏析得到消除，大量的第二相化合物溶于基體，但鑄錠各部位仍存在Al8Mn5相。從鑄錠中心到邊部，顯微硬度值差異明顯減小，峰值應力和應變值分布范圍也較小。
　　 半連續(xù)鑄造拉坯速度為35mm/min和45mm/min的φ500mmAZ31鎂合金大鑄錠中心均為等軸晶，鑄錠邊部均是明顯的柱狀晶組織。鑄態(tài)組織中存在Mg17Al12和Al8Mn5兩種第二相，鑄錠中心第二相粗大且含量較多，鑄錠邊部第二相較為細小；提高拉坯速度，第

5、二相析出含量增多。提高拉坯速度，鑄態(tài)組織顯微硬度降低。鑄錠不同部位的力學性能不均勻，鑄錠邊部延伸率明顯低于鑄錠中心部位。拉坯速度影響力學性能的均勻性，提高拉坯速度，力學性能的均勻性降低。經(jīng)過450℃×15h均勻化退火處理后，AZ31鎂合金大鑄錠的組織偏析得到消除，大量的第二相化合物溶于基體，但兩種拉坯速度下鑄錠各部位都存在大量條狀和顆粒狀的Al8Mn5相。從鑄錠中心到邊部，顯微硬度值差異明顯減小，均勻化處理后，拉坯速度為35mm/min