Al2Ca、Al4Ce對Mg-Al系鎂合金晶粒細化的影響.pdf

1、鑄態(tài)鎂合金的晶粒粗大，影響了其性能的提高和后續(xù)的應用。因此，本文通過添加合金元素，原位生成金屬間化合物，并利用它們與鎂基體間的晶體學關系來異質(zhì)形核細化鎂合金的晶粒，優(yōu)化鑄態(tài)鎂合金的性能。
　　本文采用金相分析（OM）、掃描電鏡（SEM）、能譜分析（EDS）及X射線衍射分析（XRD）等試驗手段，研究了Al/Ca比、Al/Ce比對鎂合金鑄態(tài)組織的影響，初步探索了化合物的形成機制，取得以下研究結(jié)果：
　　Mg-Al-0.5Ca合金

2、中Al含量在0.5~2wt％范圍內(nèi)時，隨著Al含量的增大，晶粒明顯細化，由420μm減小至287μm，Ca含量較高時，Al2Ca尺寸呈增大的趨勢，細化效果減弱；在Mg-Al-1Ce合金中Al含量在0.2~2.5wt%范圍內(nèi)變化時，隨著Al含量的增大，合金的晶粒尺寸先減小再增大最后又減小，Ce含量較高時，Al4Ce尺寸亦增大，細化效果減弱。
　　熱力學計算認為：Al-Ca的生成熱小于Mg-Ca和Mg-Al，故向Mg-Ca合金中加入A

3、l元素會優(yōu)先形成Al2Ca金屬間化合物；Al-Ce的生成熱小于Mg-Ce和Mg-Al，在Mg-Al-Ce熔體中，元素Al優(yōu)先與Ce元素形成金屬間化合物Al4Ce。通過液態(tài)淬火試驗，Al2Ca、Al4Ce化合物存在于液相中，證實了熱力學計算結(jié)果。
　　在Mg-Al-Ca合金中，隨著Al含量的增加，第二相種類由Al2Ca和Mg2Ca轉(zhuǎn)變?yōu)锳l2Ca和Mg17Al12，其形狀由顆粒狀和桿狀變成網(wǎng)狀。Mg-Al-Ce合金中，隨著Al含量的

4、增加，第二相由Mg12Ce、Mg17Ce2和Al4Ce轉(zhuǎn)變?yōu)镸g17Al12和Al4Ce，其形貌有顆粒狀和桿狀變成骨骼形網(wǎng)絡狀。
　　晶體學計算結(jié)果認為：Al2Ca和α-Mg基體間存在{1001/{}Mg}220CaAl2[1120]/[111]MgAlCa和{1011/{}Mg}3112CaAl2[1120]/[112]MgAlCa兩組位向關系，匹配度均小于210%，Al2Ca顆粒可作為鎂合金的有效晶粒細化劑；Al4Ce和α-M