原位Al-,4-C-,3-及合金元素對(duì)AZ31B鎂合金顯組織與性能影響.pdf

1、在無(wú)可控氣氛保護(hù)條件下采用粉末原位合成工藝成功制備了具有良好界面的Mg-50％Al4C3中間合金，利用XRD、SEM和EDS分析中間合金的物相組成、微觀形貌及微區(qū)成分。 本文以AZ31B合金為研究對(duì)象，選用原位制備的Mg-50％Al4C3中間合金為晶粒細(xì)化劑，研究單獨(dú)添加Al4C3以及Al4C3與Ce、Ca、Sr的復(fù)合加入對(duì)合金組織的細(xì)化作用及性能的影響，同時(shí)也探討了Al4C3以及合金元素的晶粒細(xì)化機(jī)制。通過二維點(diǎn)陣模型計(jì)算Mg

2、和Al4C3在低指數(shù)晶面(0001)上沿三個(gè)低指數(shù)晶向的面錯(cuò)配度為3.79％，并且(1010-)Mg//(1010-)Al4C3有最小的二維點(diǎn)陣錯(cuò)配度為3.35％，這兩組晶格錯(cuò)配度都小于6％，從理論上證明了Al4C3可以作為初生α-Mg的異質(zhì)晶核。并用能譜分析證實(shí)了Al4C3可以作為初生α-Mg的良好異質(zhì)晶核。 利用金相顯微鏡、掃描電鏡、能譜分析等手段分析了合金的微觀組織，結(jié)果表明，Al4C3和Ce、Ca、Sr的復(fù)合添加使得AZ

3、31B合金的組織顯著細(xì)化。 在本試驗(yàn)條件下，單獨(dú)加入1.1wt％Al4C3，合金晶粒尺寸最小。當(dāng)Al4C3含量為0.5wt％，Ce、Ca、Sr的含量分別為0.3wt％、0.1wt％、0.1wt％時(shí)，復(fù)合添加對(duì)AZ31B合金的晶粒細(xì)化效果達(dá)到最佳，且Al4C3和Ce的復(fù)合添加產(chǎn)生新相Al4Ce。隨著Al4C3的加入，初生α-Mg由粗大的花瓣?duì)钪е饾u得到細(xì)化，一次枝晶臂的生長(zhǎng)方式由對(duì)稱生長(zhǎng)變?yōu)榉菍?duì)稱生長(zhǎng)，二次枝晶臂開始出現(xiàn)，并且變

4、的細(xì)小，枝晶間距變小，β相由連續(xù)網(wǎng)狀分布轉(zhuǎn)變?yōu)椴贿B續(xù)的網(wǎng)狀的分布，出現(xiàn)了較多的細(xì)小彌散的顆粒。 在復(fù)合添加Al4C3和Sr后，初生α-Mg枝晶呈現(xiàn)六方對(duì)稱生長(zhǎng)，枝晶組織的形貌生明顯變化，由發(fā)達(dá)的樹枝晶狀團(tuán)聚成薔薇狀或近似球狀。 拉伸實(shí)驗(yàn)和硬度測(cè)試結(jié)果表明，在T6條件下，單獨(dú)添加Al4C3以及Al4C3與Ce、Ca、Sr的復(fù)合添加能顯著提高AZ31B合金的硬度和抗拉強(qiáng)度，延伸率也有一定的提高，利用極化曲線法研究了合金在3.