论文部分内容阅读
镁合金由于其具有低密度、高比强度和高比刚度等性能,被广泛应用在汽车、航空、医疗、电子等领域,镁合金被誉为21世纪最有发展前途的金属材料。但是杂质相和第二相的种类、尺寸、数量及分布特性能够影响镁合金机械性能。因此,通过控制杂质相的形态、尺寸、分布等特性,提高镁合金的性能变的非常有实际意义。目前大量研究集中在熔体净化方面,而杂质相在镁合金中的分布特性及对镁合金组织和性能的影响研究还不完善,需要进一步深入研究。论文中采用定向凝固工艺及普通凝固工艺对纯镁及镁铝合金中出现的杂质相类型、含量及分布特性进行了统计分析,并对合金中产生的第二相进行了研究,初步得到了以下结果。(1)纯镁单晶铸锭中的杂质相有MgO、Mg2Si、Mg2Ca及含Fe、Cl等多种杂质元素的混合物。其中MgO是主要的杂质相,平均直径在1μm以下的数量约占MgO总体含量的70%,3μm以上的数量占9%。底部组织中Mg0数量多,但尺寸小;顶部组织中MgO数量较少,但是尺寸较大。(2)定向凝固制备的Mg-Al合金出现了偏析,形成了三种组织形貌,底部的枝晶区、中部的等轴晶区和顶部的柱状单晶区。合金中杂质相种类跟纯镁中杂质相种类相同,合金顶部区域中MgO的形貌由纯镁中多种形态共存转变成以球状为主,且上部区域中MgO平均直径随着Al元素含量的增加而变大。底部区域产生的粗大共晶β-Mg17Al12相容易产生应力集中而破坏,而析出β-Mgl7Al12相呈现层片状或棒状,从晶界处形核并向晶内生长,对合金的力学性能影响不明显。(3)固溶处理对杂质相和第二相影响较大。普通凝固制备的Mg-2%Al和Mg-4%Al合金固溶处理后MgO杂质相尺寸增加,且铸锭中杂质相面积分数含量增加;固溶处理后Mg-6%Al合金中沿晶界分布粗大的第二相逐渐固溶到Mg基体中。Mg-6%Al合金中第二相并不能够完全固溶,未固溶到基体中的Al元素会在晶界处形成非连续的条状第二相,降低合金的强塑性。