三維磁場對(duì)AZ91鎂合金組織和性能的影響研究.pdf

1、鎂合會(huì)被稱為21世紀(jì)最具開發(fā)和應(yīng)用潛力的“綠色”工程金屬。它具有比強(qiáng)度和比剛度高、密度輕、耐熱疲勞性好、導(dǎo)熱性好、減振性好、電磁屏蔽能力強(qiáng)、資源豐富、不易老化、容易回收等一系列優(yōu)點(diǎn)，是本世紀(jì)最重要的輕質(zhì)高強(qiáng)度材料之一。我國目前鎂及鎂合金的生產(chǎn)量大約為60-70萬噸，與鋁及鋁合金4000多萬噸的生產(chǎn)量相比，鎂及鎂合金的生產(chǎn)量顯然還太少，其應(yīng)用也遠(yuǎn)不及其它主要金屬材料。造成這種現(xiàn)狀的主要原因是鎂合金材料自身的強(qiáng)度低、脆性大、耐蝕性差和高溫性

2、能差。要改善這一現(xiàn)狀，就需要系統(tǒng)、全面的對(duì)鎂合金做基礎(chǔ)研究。本實(shí)驗(yàn)主要研究三維磁場（旋轉(zhuǎn)磁場+行波磁場）對(duì)AZ91鎂合金凝固過程的影響，同時(shí)探討了螺旋磁場對(duì)AZ91鎂合金凝固過程的影響。利用光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)、能譜儀(EDS)、X射線衍射儀(XRD)、萬能拉伸試驗(yàn)機(jī)、TH160里氏硬度計(jì)和溫度采集系統(tǒng)等多種分析和測(cè)試方法，分析了三維磁場改變鎂合金凝固組織的機(jī)制和條件，為開發(fā)高效環(huán)保型鎂合金凝固技術(shù)奠定基礎(chǔ)。
　

3、　 在鎂合金凝固過程中施以三維磁場攪拌的研究結(jié)果為：(1)初生α-Mg相的形貌由傳統(tǒng)鑄態(tài)下的粗大樹枝晶轉(zhuǎn)變?yōu)榛ò隊(duì)詈蛨F(tuán)塊狀。(2)α-Mg相的平均晶粒直徑最小的減少了19.0％，最大的減少了43.9％，而形狀因子最小的增加了7.2％，最大的增加了87.4％。(3)增大勵(lì)磁電壓和減少旋轉(zhuǎn)磁場攪拌時(shí)間都有利于減小晶粒平均直徑和增大形狀因子，而行波磁場攪拌時(shí)間的變化對(duì)平均晶粒直徑和形狀因子的影響都不是很大。(4)最佳工藝參數(shù)為：勵(lì)磁電壓50

4、V、旋轉(zhuǎn)磁場攪拌時(shí)間5s和行波磁場攪拌時(shí)間4s。
　　 在鎂合金凝固過程中施以螺旋磁場的研究結(jié)果為：(1)初生α相形貌由一次臂很長的樹枝晶轉(zhuǎn)變?yōu)樗N薇狀枝晶和細(xì)小等軸晶。(2)第二相β-Mg17Al12由網(wǎng)狀斷續(xù)、彌散分布的骨骼形轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)狀連續(xù)分布于晶界處，并且第二相的數(shù)量有所增加。(3)α-Mg相的X射線衍射峰的2θ角向小角度有偏移，表明Al在α-Mg相中的固溶度減少，與點(diǎn)元素含量測(cè)量結(jié)果一致。(4)最大硬度提高38.5％、最大

5、抗拉強(qiáng)度增加35.1％、最大伸長率增加32.2％。(5)鑄件中心溫度和鑄件壁溫度之間的差值由無磁場時(shí)的6-10℃減少到1-3℃。(6)鑄型壁處測(cè)得的共晶反應(yīng)溫度由無磁場時(shí)的409℃增加到425℃，鑄型中心測(cè)得的共晶反應(yīng)溫度由無磁場時(shí)的413℃增加到426℃。(7)Al在基體α相中的質(zhì)量比山無磁場時(shí)的8.36％減少到5.62％、在第二相β相中由無磁場時(shí)的30.07％增加到41.96％、在(1+β共晶相中無明顯變化。
　　 理論分析