Mg-4.5Zn-xY系镁合金热裂敏感性研究

发布时间：2019-08-11 22:07

【摘要】：通过基于Clyne-Davies理论模型所提出的热裂纹敏感系数(CSC)、改进后的热裂纹敏感系数(HTC)、Procast模拟软件中的热裂指示器(HTI)以及熔融石蜡法测定的裂纹体积等方法评定了MgZn_(4.5)Y_xZr_(0.5)(x=0.5 wt.%,1 wt.%,2 wt.%,4 wt.%,6 wt.%)系合金的热裂敏感性(HTS),评定的结果从大到小排序为:HTS(MgZn_(4.5)Y_1Zr_(0.5))HTS(MgZn_(4.5)Y_(0.5)Zr_(0.5))HTS(MgZn_(4.5)Y_2Zr_(0.5))HTS(MgZn_(4.5)Y_4Zr_(0.5))HTS(MgZn_(4.5)Y_6Zr_(0.5)),即MgZn_(4.5)Y_1Zr_(0.5)合金的热裂敏感性最大,MgZn_(4.5)Y_6Zr_(0.5)合金的热裂敏感性最小。采用“CRC”热裂铸造实验对MgZn_(4.5)Y_xZr_(0.5)系合金凝固过程中的温度、凝固收缩力等参数进行了测试,测试数据以0.1 s为间隔保存于计算机中。处理测试数据后,可以绘制“CRC”热裂曲线,从中可以得到合金在热裂萌生和扩展过程中的相关信息。使用双热电偶测试法采集了MgZn_(4.5)Y_xZr_(0.5)系合金在同一坩埚中的中心和边缘凝固曲线,并且通过差热分析法取得所研究合金的凝固特征参数。差热分析结果显示,MgZn_(4.5)Y_1Zr_(0.5)合金的初晶形核两个特征温度T_(n1)和T_(n2)分别为最高值和最低值,T_(n1)随着Y含量的增加呈下降趋势,T_(n2)则呈上升趋势。MgZn_(4.5)Y_xZr_(0.5)合金的枝晶干涉固相分数为0.46-0.62,枝晶干涉温度为602.8-636.7°C,其中MgZn_(4.5)Y_1Zr_(0.5)具有最高的枝晶干涉温度及最低的枝晶干涉固相分数。此外,MgZn_(4.5)Y_1Zr_(0.5)合金脆弱区域的温度差ΔTC最大、在最后凝固阶段剩余的液相量最少、形成的液膜厚度较薄、补缩能力较差而且所能抵御的凝固收缩力最小、裂纹扩展速率最大。可见,MgZn_(4.5)Y_1Zr_(0.5)合金具有最高的热裂敏感性。采用X射线衍射(X-ray Diffraction)、蔡司光学显微镜(ZEISS OM)和扫描电子显微镜(SEM)对MgZn_(4.5)Y_xZr_(0.5)系合金的显微组织,特别是对热裂区域的组织形貌进行观察。从显微观察结果可以发现,MgZn_(4.5)Y_xZr_(0.5)系合金的热裂行为与低熔点相的数量有着很大的相关性。当Y含量较低时,反应生成的低熔点相较少,使得液膜较薄,补缩通道不顺畅,热裂敏感性较大。此时低熔点相主要对晶间结合力起破坏作用,合金的热裂形成机制主要是晶间搭桥的断裂。当Y含量较高时,反应生成的低熔点相较多,形成的液膜变厚,补缩通道连续搭接,热裂敏感性较低,低熔点相主要对枝晶分离区起补缩作用,此时合金的热裂形成机制为晶间搭桥、枝晶分离区域的补缩和液膜共同作用。
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TG146.22

【参考文献】