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

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0～4h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8～60h，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。

目录

文摘

英文文摘

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

3.4.1 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

3.2.5 AM60B合金在液相率为30%～60%粗化行为的分析与讨论

3.3 晶粒尺寸对AM60B合金粗化行为的影响

3.3.1 0.3%～1.2%MgCO3变质的AM60B合金晶粒尺寸的变化

3.3.2 未变质处理的AM60B镁合金在600℃粗化行为的研究

3.3.3 0.15%MgCO3处理的AM60B镁合金在585℃粗化行为的研究

3.3.4 0.6%MgCO3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

3.4.2 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