单辊快速凝固装置与Mg-5％Zn合金快速凝固组织

摘要

为了研究超高强度急冷快速凝固镁合金的强化机理，必须设计与制造急冷快速凝固单辊装置。论文设计并制造了单辊急冷快速凝固装置。装置主要由四部分组成:熔炼部分、单辊部分、真空部分和控制部分。利用该装置研究了Mg-5％Zn合金快速凝固工艺;分析了快速凝固镁合金成带过程的影响因素;研究了快速凝固镁合金薄带的微观组织特点;检测了自制急冷快速凝固单辊装置的使用性能。本文主要结果包括:
　　1.单辊装置的熔炼部分为真空内热式电阻加热炉（功率:2千瓦），加热炉完全满足实验要求;单辊部分采用磁力传动;装置真空度达到～10-1Pa;采用AI人工智能工业调节器实现对单辊设备的全面控制。
　　2.实验工艺条件如下:氩气喷射压力为0.05MPa;熔炼温度为760℃;辊速为2840rpm;辊面与喷嘴间隙为50μm。制备的镁合金薄带厚度为～80μm，宽度为～3mm，具有明亮的金属光泽。
　　3.急冷快速凝固Mg-5％Zn合金薄带的微观组织由大小不等的晶粒（直径在10～50μm之间）组成，由于铜辊对于所研究合金的形核没有有效的接触效应，所以与铜辊接触的急冷一边的晶粒比自由冷却一边的晶粒粗大。
　　4.快速凝固Mg-5％Zn合金的微观组织存在微观“蜂窝”状偏析，其内部具有不同的溶质浓度，均匀的“蜂墙”比“蜂室”含有更高的Zn含量。
　　5.BCT模型计算过冷度结果表明:形成快速凝固组织的过冷度范围为ΔT＞91K。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 镁

1．2 镁合金

1．2．1 镁合金中常见的合金元素

1．2．2 镁合金分类

1．2．3 镁合金应用

1．3 快速凝固技术

1．4 快速凝固镁合金

1．4．1 组织特点

1．4．2 性能

1．5 本文主要研究内容

2 急冷快速凝固单辊装置

2．1 熔炼部分

2．1．1 加热炉

2．1．2 炉型结构

2．1．3 加热功率与加热元件

2．1．4 隔热层

2．1．5 炉壳

2．2 单辊部分

2．3 真空部分

2．3．1 真空抽气系统

2．3．2 充氩气系统

2．4 控制部分

2．5 辅助部分

2．5．1 升降机构

2．5．2 升降杆及动密封设计

2．5．3 热电偶测温装置

2．5．4 水冷电极及密封设计

2．5．5 坩埚及喷嘴

2．5．6 挡板

2．6 小结

3 Mg-5wt．％Zn合金快速凝固工艺

3．1 成带工艺分析

3．1．1 单辊方法的成带过程

3．1．2 影响成带的因素

3．1．3 成带工艺分析

3．2 小结

4 Mg-5wt．％Zn合金快速凝固组织

4．1 实验方法

4．2 实验结果

4．3 实验结果分析

4．3．1 单辊传热模型的建立

4．3．2 急冷快速凝固过程

4．3．3 微观偏析模型

5 结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文