鎂鋁碳鈰合成及在鎂合金中細(xì)化效率研究.pdf

1、鎂合金密度小，電子屏蔽能力強，阻尼減震性能好，機械加工方便，使其在汽車、電子、航空等領(lǐng)域獲得了越來越廣泛的應(yīng)用。但鎂合金的應(yīng)用遠(yuǎn)不及其它主要金屬材料，造成這種現(xiàn)狀的主要原因在于鎂合金材料自身的強度低、脆性大、耐蝕性差和高溫性能差等原因。因此，通過晶粒細(xì)化的方法，積極探索改善鎂合金的力學(xué)性能和成形性能的途徑，對于推動鎂合金材料的應(yīng)用并發(fā)揮其性能優(yōu)勢具有重要意義。
　　 在隔絕空氣的條件下采用粉末原位合成工藝，利用Mg-Al-C三元

2、系和Mg-Al-C-Ce四元系，分別制備了具有良好界面的Mg-Al4C3及Mg-Al4C3-Ce中間合金，并利用XRD、SEM和EDS分析了中間合金的物相組成、微觀形貌及微區(qū)成分。Mg的加入有利于降低Al-C合成反應(yīng)的溫度，而Ce的加入可減小中間合金中Al4C3的尺寸并改善其分布。
　　 以應(yīng)用最廣泛的AZ91D鎂合金為研究對象，選用原位制備的Mg-50％Al4C3及Mg-50％Al4C3-X％Ce中間合金為細(xì)化劑，研究其加入量

3、對合金組織的細(xì)化作用及性能的影響。此外，研究了Mn、Fe對Al4C3在AZ91D合金中的細(xì)化效率的影響，并探討了相應(yīng)的晶粒細(xì)化機制。
　　 研究結(jié)果表明，Al4C3可顯著的細(xì)化AZ91D合金的α-Mg晶粒，在加入1.8％(Mg-50％Al4C3)時，基體合金的枝晶明顯細(xì)化，平均晶粒尺寸由36μm降到154μm。當(dāng)加入1.2％(Mg-50％Al4C3-6％Ce)時，基體合金的枝晶形貌由六重對稱狀演變?yōu)榧?xì)小的花瓣狀，平均晶粒尺寸降至

4、65μm。晶粒細(xì)化機制可歸結(jié)為：Al4C3能夠作為α-Mg的異質(zhì)核心起到細(xì)化晶粒作用。稀土Ce除改善中間合金中Al4C3的形貌和分布，提高其細(xì)化效率外，還能在合金熔體固液界面前沿形成成分過冷，提高Al4C3形核率，并阻礙α-Mg晶粒長大。
　　 Mn和Fe對Al4C3在AZ91D合金中的細(xì)化效率有促進(jìn)作用，而且發(fā)現(xiàn)在初生α-Mg相中有一種以Al-C-O-Mn-Fe為核心，在其外表包覆了Al-C-O外殼的顆粒，該顆?？赡艹蔀棣?M