GASAR連續(xù)鑄造法制備多孔鎂及其性能研究.pdf

1、金屬-氣體共晶凝固法(Gasar)是目前多孔材料科研領(lǐng)域的研究熱點，利用Gasar工藝能夠制備出氣孔沿凝固方向規(guī)則排列于金屬基體中的多孔材料。而在目前的三種Gasar制備工藝（Gasar定向凝固法、Gasar區(qū)域熔煉法及Gasar連續(xù)鑄造法）中，Gasar連續(xù)鑄造法有著廣闊的工業(yè)應(yīng)用前景。本論文成功的通過Gasar連續(xù)鑄造法制得Gasar多孔鎂棒材，并研究分析各工藝參數(shù)（拉坯速率、氣氛壓強(qiáng)等）對制得的Gasar多孔鎂的氣隙率、孔徑大小分

2、布等氣孔特征參數(shù)的影響。對制得的不同孔隙率Gasar多孔鎂材料的力學(xué)性能進(jìn)行初步的分析探究。
　　使用石墨水冷銅模復(fù)合鑄型水平連鑄設(shè)備在真空條件下成功連續(xù)制備了純鎂及鎂合金棒材。觀察純鎂及合金棒材的金相組織發(fā)現(xiàn)，連鑄純鎂棒材金相組織主要是由軸向平行且連續(xù)生長的柱狀晶組成，AZ31鎂合金的顯微組織由細(xì)小均勻的等軸晶組成，合金具有良好的綜合力學(xué)性能，抗拉強(qiáng)度及伸長率分別達(dá)到215MPa和17.3％，試樣的拉伸試驗斷口中準(zhǔn)解理斷裂的特征

3、。
　　應(yīng)用Gasar連續(xù)鑄造法在不同的工藝條件下制得了Gasar多孔鎂棒材。研究結(jié)果表明，由于要克服附加壓力△p，初始凝固前端氣泡形核量很少，連鑄棒材的前端孔隙率較低，且在棒材的外坯層有一定厚度的無氣孔區(qū)存在。Gasar連鑄實驗中的拉坯速率的變化不會影響制備的多孔鎂棒材的孔隙率，影響氣孔特征參數(shù)的主要工藝參數(shù)是氣氛壓強(qiáng)。在純氫氣氛下，隨著氫氣氣壓的升高，制得的Gasar多孔鎂棒材的孔隙率下降，氣孔最大孔徑及平均孔徑尺寸也有所減小

4、;而在混合氣氛中，氫氣分壓固定為0.1MPa，隨著通入的氬氣分壓的增高，制得的Gasar多孔鎂棒材的孔隙率呈明顯的下降趨勢，氣孔孔徑尺寸包括最大孔徑、最小孔徑及平均孔徑尺寸等均有所減小，尤其是最大孔徑的減小趨勢最為明顯。
　　力學(xué)性能是表征多孔材料材料性能的重要參數(shù)。通過測試Gasar多孔鎂的力學(xué)性能發(fā)現(xiàn)，相對于致密純鎂試樣，孔隙率較小且氣孔均勻分布的Gasar多孔鎂試樣的抗拉強(qiáng)度與壓縮強(qiáng)度均有所提高。而隨著Gasar多孔鎂孔隙率