鑄造復合及熱軋包鋁鎂合金的組織與性能.pdf

1、為探索和改善軋制包鋁鎂合金板材界面的結(jié)合狀況，提高復合板的成材率，拓寬鋁鎂層狀雙金屬復合板材的制備技術(shù)，本文應用鑄造復合+熱軋工藝制備了包鋁鎂合金復合板材，對鑄造包鋁鎂合金復合錠坯的制備工藝進行了試驗研究，并研究了復合鑄錠的組織結(jié)構(gòu)及軋制特性。本文借助光學顯微鏡、掃描電鏡、電子探針能譜分析、X射線衍射及力學性能測試等手段，系統(tǒng)的研究了鑄造復合及熱處理對包鋁鎂合金復合錠的顯微組織及界面結(jié)構(gòu)的影響，并進一步研究了后續(xù)軋制復合及退火處理后Al

2、/Mg復合界面的組織演變及界面結(jié)合性能，探討了復合界面的形成機制。研究結(jié)果表明:
　　1.包鋁鎂合金復合鑄錠的制備。包覆層選用1060Al合金，用氬弧焊加工成一側(cè)開口的預制鋁板盒:鋁盒壁厚為1～3mm，為復合鑄錠總厚度的10～20％;鋁盒內(nèi)表面經(jīng)化學清洗后裝夾在自制金屬模具中，分別澆注AZ31和Mg-2.0Mn-0.6Ca鎂合金制錠，澆注溫度為660～700℃。
　　2.鑄造組織。鑄造1060Al/AZ31合金復合鑄錠芯材組

3、織為a-Mg及沿晶界分布的a-Mg+β-Mg17Al12離異共晶組織，在Al/Mg復合界面處形成了擴散溶解層，依次由a-Mg固溶體層、共晶層(a-Mg+β-Mg17Al12)、β-Mg17Al12及AlMg化合物層組成，形成了具有多層結(jié)構(gòu)的冶金結(jié)合界面。
　　鑄造1060Al/Mg-2.0Mn-0.6Ca合金復合鑄錠芯材組織由基體a-Mg相、晶界a-Mg+Mg2Ca共晶體相及彌散分布的顆粒狀β-Mn相組成，在Al/Mg復合界面處擴

4、散溶解層主要由a-Mg固溶體層、共晶體層及β-Mg17Al12化合物層組成，共晶層由片層狀a-Mg+β-Mg17Al12組成并在共晶組織中彌散分布有短桿狀AhMn相，β-Mg17Al12化合物層呈柱狀晶形式伸入共晶體中;而在1060鋁合金界面附近，擴散溶解層主要為AlMg相。
　　3.鑄造復合界面的形成機制為，在澆注瞬間1060鋁板接觸面形成“熔池”，與鎂合金進行了短暫不充分的液相原子互擴散，并在模具的急冷作用下快速凝固形成擴散溶

5、解層。在鑄造鎂合金芯材界面附近擴散溶解層形成是微區(qū)“熔池”重結(jié)晶的過程，然而在1060鋁板附近界面，擴散層形成是擴散型固態(tài)相變的過程。
　　4.鑄造包鋁鎂合金錠最佳軋制及退火工藝:軋制溫度360～400℃，道次壓下量10～20％，累積壓下量≥80％，中間退火保溫1h;軋后退火溫度240℃，保溫1h。此條件下，包鋁鎂板界面不存在明顯的金屬化合物層，閉合了局部顯微裂紋，復合界面實現(xiàn)了完整焊合，剝離斷口呈現(xiàn)韌性斷裂特征。
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