固溶处理对AM60B镁合金半固态组织的影响及决定半固态镁合金组织粗化的因素

论文摘要

镁合金是目前应用的最轻的金属结构材料,具有巨大的应用潜力。半固态等温热处理法是目前应用较广泛的触变成型工艺,需在浇铸原坯料时加入变质剂或细化剂,即可获得初生相颗粒细小、均匀、圆整的半固态组织,是很有应用潜力的一种方法。但是变质剂的加入,往往会造成材料的污染。本文研究了固溶处理对发达枝晶和细小等轴晶组织AM60B镁合金半固态组织的影响以及影响镁合金半固态组织粗化的因素。结果标明:AM60B合金在415℃固溶处理较短的时间（<2h）后,在605℃保温26min,获得了形状不规则、保持原始枝晶特征的半固态组织,固溶处理16h左右后在605℃保温26min,得到了组织均匀、圆整的半固态颗粒;AM60B镁合金在415℃固溶保温时间超过60h后,得到的半固态组织形状变得不规则,半固态组织形态以蠕虫状和粒状为主。细小等轴晶AM60B镁合金在415℃固溶04h后,其半固态组织中初生相颗粒呈现球状,固溶8h时,仍以球状颗粒为主,但出现了少量的蠕虫状颗粒;固溶860h,以粒状和蠕虫状为主; AM60B镁合金在415℃固溶保温时间大于72h后,在605℃保温26min后的半固态组织以蠕虫状为主。同一固相分数下,AM60B镁合金半固态组织中初生相颗粒的合并程度大于AZ91D镁合金的;对于同种镁合金,随着固相分数的降低,晶粒的合并长大趋势逐渐变小,固相分数相同时,颗粒尺寸越小,晶粒间距越小,颗粒的合并长大趋势越大,且持续的时间越长;添加1%富Ce混合稀土,可以首先与Mg-Al合金中的Al元素结合生成AlxCey相,在部分重熔过程中Ce是以原子态存在,分布在固相颗粒间的液相中,明显阻止AM60B合金半固态成形中的合并长大。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究意义
• 1.1.1 镁及镁合金的介绍
• 1.1.2 半固态成形的发展及应用现状
• 1.1.3 研究固溶处理对半固态组织影响的必要性
• 1.1.4 半固态组织中初生相颗粒的长大机制
• 1.2 本文研究的主要目的和内容
• 第2章 固溶处理对AM60B 镁合金半固态组织的影响
• 2.1 实验材料与设备
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 实验设备
• 2.1.3 试样的腐蚀
• 2.2 实验方案
• 2.3 固溶处理对发达树枝晶AM60B 镁合金半固态组织的影响
• 2.3.1 固溶处理对AM60B 镁合金的影响
• 2.3.2 机理分析
• 2.4 固溶处理对细小等轴晶AM60B 合金的影响
• 2.4.1 固溶时间对细化的AM60B 合金平均晶粒尺寸的影响
• 2.4.2 固溶时间对细晶AM60B 镁合金半固态组织的影响
• 2.4.3 机理分析
• 2.5 本章小结
• 第3章 半固态组织中初生相颗粒的粗化行为的研究
• 3.1 实验方案
• 3.2 固相分数对细小等轴晶AM60B 合金初生相颗粒粗化的影响
• 3.2.1 AM60B 镁合金在液相率30%时粗化行为的研究
• 3.2.2 AM60B 镁合金在液相率为40%时粗化行为的研究
• 3.2.3 AM60B 镁合金在液相率为50%时粗化行为的研究
• 3.2.4 AM60B 镁合金在固相率为60%时粗化行为的研究
• 60%粗化行为的分析与讨'>3.2.5 AM60B 合金在液相率为30%⁶0%粗化行为的分析与讨
• 3.3 晶粒尺寸对AM60B 合金粗化行为的影响
• 1.2% MgC0₃ 变质的AM60B 合金晶粒尺寸的变'>3.3.1 0.3%¹.2% MgC0₃ 变质的AM60B 合金晶粒尺寸的变
• 3.3.2 未变质处理的AM60B 镁合金在600℃粗化行为的研究
• 3 处理的AM60B 镁合金在585℃粗化行为的研究'>3.3.3 0.15% MgC0₃ 处理的AM60B 镁合金在585℃粗化行为的研究
• 3 处理的AM60B 镁合金在585℃粗化行为的研究'>3.3.4 0.6% MgC0₃ 处理的AM60B 镁合金在585℃粗化行为的研究
• 3.3.5 初生相颗粒尺寸对AM60B 合金粗化行为的分析与讨论
• 3.4 合金元素对粗化行为的影响
• 3.4.1 稀土元素对AM60B 合金粗化行为的影响
• 3.4.2 AZ91D 镁合金在固相率50%时粗化行为的研究
• 3.4.3 合金元素对粗化行为影响的机理分析
• 3.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读学位期间所发表的论文