幾種工業(yè)鎂合金的超聲孕育細化研究.pdf

1、鎂合金以其重量輕、比強度高而日益廣泛地應(yīng)用于汽車、電子、航空航天等領(lǐng)域，被認(rèn)為是21世紀(jì)最具開發(fā)前景的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料，但低強度是鎂合金應(yīng)用中存在的主要障礙之一。然而，鎂合金析出沉淀強化手段有限，因此，細晶強化成為提高鎂合金力學(xué)性能的一種重要途徑。大量研究已表明，超聲作為一種物理場，可以顯著細化經(jīng)超聲處理的金屬熔體的凝固組織，是一種新興的并有廣闊應(yīng)用前景的金屬熔體細晶處理方法。
　　 本文以AZ系列和AS41系列鎂合金為研究對象，采

2、用光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡(+能譜分析儀)、圖像分析軟件、X衍射儀以及萬能材料實驗機等手段分別對連續(xù)與脈沖超聲孕育處理的鎂合金熔體的凝固組織的宏觀形貌、微觀組織結(jié)構(gòu)、相組成和力學(xué)性能進行了系統(tǒng)研究，得出以下主要結(jié)論：
　　 (1)連續(xù)超聲和脈沖超聲孕育處理均能夠使鎂合金組織明顯得到細化。超聲孕育處理的效果與超聲的功率(強度)、處理時間、熔體溫度，以及脈沖超聲的脈寬、周期等工藝參數(shù)有關(guān)。
　　 (2)連續(xù)超聲孕育處理AZ

3、80熔體時，高功率短時間或低功率長時間孕育處理時均可以獲得較好的晶粒細化效果。超聲功率對AS41合金熔體的影響存在一個最優(yōu)值；在功率為100W(14.1W/cm2)時，隨時間延長晶粒持續(xù)細化。AS41合金中的Mg2Si相隨超聲功率增加而持續(xù)細化，但超聲孕育時間似乎有個孕育處理時間門檻值。
　　 (3)脈沖超聲孕育處理鎂合金熔體時，處理功率、處理時間、處理溫度對鎂合金微觀組織的影響規(guī)律與連續(xù)超聲類似。脈沖超聲的大脈寬和短周期等同于

4、提高脈沖超聲的平均功率，因此，提高脈寬與縮短脈沖周期對孕育效果的影響與提高處理的表觀功率的結(jié)果類似。
　　 (4)連續(xù)或脈沖超聲處理鎂合金熔體均顯著改變其凝固組織中的析出相的點陣常數(shù)。延長連續(xù)超聲孕育時間或增大脈沖超聲的功率，AZ80合金中的β(Mg17Al12)相晶格常數(shù)均呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢；AS41合金中的Mg2Si相隨連續(xù)超聲功率的增加也呈相同的變化規(guī)律。
　　 (5)超聲孕育處理后的AZ80鎂合金的鑄態(tài)力學(xué)性