Al-P中間合金對(duì)含Si鎂合金細(xì)化與變質(zhì)行為的研究.pdf

1、本文利用高倍光學(xué)顯微鏡(HRVM)、掃描電鏡(SEM)和電子探針微成分分析儀(EPMA)等測(cè)試手段，研究了Al-P中間合金對(duì)含Si鎂合金細(xì)化與變質(zhì)行為，考察了各種工藝參數(shù)對(duì)變質(zhì)和細(xì)化效果的影響，探討了Mg2Si異質(zhì)形核機(jī)理。試驗(yàn)研究了Mg加入到Al-P中間合金后磷化物的演變規(guī)律，并探討了Al-Mg-P對(duì)Al-Si合金及Al-Mg2Si合金的細(xì)化行為。
　　 Mg-Mg2Si系合金中的增強(qiáng)相Mg2Si通常表現(xiàn)為粗大的樹枝狀初生組織

2、和漢字狀共晶組織。Al-P中間合金的加入對(duì)鎂合金中的Mg2Si相有顯著的細(xì)化變質(zhì)效果。試驗(yàn)結(jié)果表明，在Mg-4Al-2Si合金中加入1.5wt.％的Al-P中間合金，溫度740℃左右，保溫30min時(shí)變質(zhì)效果良好。此時(shí)初生Mg2Si形態(tài)由樹枝晶或等軸晶變?yōu)槎嘟切螇K狀，尺寸由70μm減少到15μm以下;共晶Mg2Si相得到了明顯的細(xì)化，其形貌由粗大的漢字狀變?yōu)榧?xì)小的纖維狀或塊狀顆粒。主要原因?yàn)锳l-P在熔體中后經(jīng)歷了以下過程:大塊AlP分

3、解→AlP粒子的溶解→P原子與Mg原子之間的化學(xué)反應(yīng)-Mg3P2分子團(tuán)簇→均勻分散的Mg3P2小粒子;當(dāng)溫度下降到液相線后，Mg2Si相則以Mg3P2作為襯底形核長大。
　　 Mg-5Al-1Zn-1Si-0.36Mn合金中加入Al-P中間合金后，Mg3P2首先包裹Al8Mn5相析出而形成Mg2Si雙相異質(zhì)襯底。其中微量的P在Mg2Si相晶體長大過程中吸附在固-液界面上，抑制了Mg2Si相生長的各向異性，促進(jìn)了其形貌的改善也使其

4、得到細(xì)化。隨著Mg2Si尺寸的減小及形貌變化，合金α-Mg晶粒尺寸由原來1000μm六瓣?duì)钛┗ㄖе饾u細(xì)化到300μm左右，得到明顯的細(xì)化。
　　 在高Si的ASZ741合金中加入Al-3.5P中間合金后，除了Mg2Si晶粒尺寸隨著Al-3.5P加入量的增加明顯降低外，α-Mg平均晶粒尺寸也由原來的302μm，被細(xì)化到46μm。其細(xì)化機(jī)理主要是由于熔體加P后，Mg2Si粒子會(huì)先于α-Mg析出且尺寸細(xì)小、分布均勻，預(yù)先生成的Mg2

5、Si粒子可作為(Mg2Si+α-Mg)共晶團(tuán)形核襯底，在共晶凝固過程中使得α-Mg包裹Mg2Si離異共生生長，兩相相互抑制生長從而得到細(xì)化。
　　 通過研究向Al-P中間合金中不斷增加Mg含量后合金微觀組織及物相的演變過程，發(fā)現(xiàn)Mg在加入到Al-P后，Mg原子通過擴(kuò)散及滲透作用不斷將AlP轉(zhuǎn)化成Mg3P2相。試驗(yàn)獲得的Al-SMg-3P合金中僅存在Mg3P2相，當(dāng)其被加入到鋁基的Al-Si及Al-Mg2Si合金熔體后，會(huì)在熔體中