Al-Ti-B增強(qiáng)鎂合金組織性能的研究.pdf

1、由于Mg-Al-Zn系合金具有良好的強(qiáng)度、塑性和耐腐蝕等綜合性能，而且價(jià)格較低，因此是最常用的鎂合金系列之一。與鑄造鎂合金相比，變形鎂合金的鑄造縮孔、熱裂等缺陷較少，加工性能和強(qiáng)度也比鑄造鎂合金高，由于AZ31是目前塑性成形性、力學(xué)性能和綜合性能等指標(biāo)最好的一種變形鎂合金。論文選取AZ31變形鎂合金為研究對(duì)象，開(kāi)展了兩種形式的Al-Ti-B對(duì)其組織性能影響的研究。
　　 首先對(duì)軟接觸電磁連鑄法制備的不同Al-5Ti-1B中間合金

2、添加量的AZ31鎂合金組織性能進(jìn)行研究，并與金屬型鑄造法進(jìn)行對(duì)比，著重對(duì)Al-5Ti-1B中間合金對(duì)AZ31鎂合金的晶粒細(xì)化機(jī)制進(jìn)行了探討。結(jié)果表明：在金屬型鑄造條件下，Al-5Ti-1B中間合金添加量控制在0.5wt.％為佳，此時(shí)，合金平均晶粒尺寸達(dá)到最小，約為AZ31鎂合金平均晶粒尺寸的30％，抗拉強(qiáng)度及延伸率分別達(dá)到184MPa和8.14％。與此相比，軟接觸電磁連鑄鑄錠(0.5wt.％Al-5Ti-1B)晶粒進(jìn)一步細(xì)化，第二相彌散

3、分布，力學(xué)性能進(jìn)一步提高，抗拉強(qiáng)度和延伸率提高了約18％和122％。AZ31鎂合金組織性能的變化主要與第二相的彌散分布以及Al-5Ti-1B中間合金中的自由Ti和TiB2相關(guān)。
　　 接下來(lái)研究了Al-Ti-B混合體系的高溫自蔓延反應(yīng)機(jī)制，并對(duì)Al-Ti-B混合體系對(duì)AZ31鎂基復(fù)合材料組織性能的影響進(jìn)行了探討。通過(guò)對(duì)Al-Ti-B混合體系標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能變的計(jì)算，結(jié)果表明：Al-Ti-B體系中各組元問(wèn)的反應(yīng)在熱力學(xué)上是可行的，

4、而且存在中間相向TiB2轉(zhuǎn)變的可能。但是，差熱分析(DTA)卻證明除Ti-B二元系外，Al-Ti-B體系各二元組元之間均可以發(fā)生反應(yīng)。
　　 在鎂基復(fù)合材料制備方面，考慮到現(xiàn)有攪拌鑄造法制備鎂基復(fù)合材料的工藝局限性。通過(guò)調(diào)整TiB2顆粒加入方式、攪拌鑄造法工藝參數(shù)，獲得了TiB2顆粒加入新方法，制備出了高收得率、顆粒分布較均勻、氣孔率低的TiB2/AZ31鎂基復(fù)合材料坯料。同時(shí)利用熱擠壓對(duì)攪拌鑄造法制備的TiB2/AZ31鎂基復(fù)

5、合材料進(jìn)行了變形實(shí)驗(yàn)，以期消除其組織固有缺陷并獲得顆粒分布均勻的組織。結(jié)果表明：熱擠壓可以有效的細(xì)化AZ31鎂合金組織，改善增強(qiáng)顆粒分布的均勻性和提高AZ31鎂合金與增強(qiáng)顆粒的結(jié)合性能；與AZ31鎂合金相比，TiB2/AZ31鎂基復(fù)合材料組織得到了有效的細(xì)化，其抗拉強(qiáng)度、硬度和耐磨性都有不同程度的提高。經(jīng)熱擠壓后，TiB2/AZ31鎂基復(fù)合材料力學(xué)性能得到進(jìn)一步提高。當(dāng)預(yù)制塊添加量為6wt.％時(shí)，復(fù)合材料的硬度、抗拉強(qiáng)度和耐磨性分別比擠