氧化夹杂对Mg-Al系合金晶粒细化效果的影响及其机制研究
发布时间：2021-11-16 01:47
以Mg-Al系为代表的镁合金以其显著的轻质和高比强特性而备受关注,控制和细化其组织,特别是晶粒尺寸对于提升其力学性能和制品品质非常关键。Mg的活性高,在Mg-Al系合金铸造过程中不可避免地产生各种氧化夹杂,如MgO和MgAl2O4等。氧化夹杂的结构和性质稳定,其在镁合金凝固过程中的作用行为,特别是能否参与α-Mg相形核并促进晶粒细化值得深入探索。基于此,本文利用氧化物作为夹杂对Mg-Al系合金熔体进行孕育处理,主要研究加入量、孕育保温时间、Al含量等因素对孕育细化效果的影响规律,基于晶核结构观测、理论计算和热分析技术揭示其细化机制。MgO夹杂颗粒可以有效细化Mg-3%Al合金,较佳的加入量和孕育保温时间分别为1.5%和10 min。实验证实MgO不是初生α-Mg相的有效异质形核核心,Al是MgO夹杂可有效孕育细化Mg合金的必要元素,只有当Mg-Al熔体中的Al含量达到并超过2%时,孕育细化效果显著,并在Al含量为3%时细化率最高。孕育过程中MgO可与Al作用转变为MgAl2O4颗粒,进一步的实验证明...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：107 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Mg和Al的晶体结构及滑移系示意图（a）Mg，（b）Al
括 AZ 系及 AM 系镁合金，常见的 AZ 镁合金主要有 AZ31、AZ61 及 AZ91 等，常见的AM 系镁合金则包括 AM60 和 AM90 等。图1-2为Mg-Al的二元相图，常温下Al在Mg中固溶度小于1%，当温度升到437°C，Al 在 Mg 中的固溶度达到最大，为 12.7%。对于常见的 Mg-A1 系合金，如 AZ31、AZ61、
图 2-4 直线截点法测量平均晶粒尺寸示意图 Schematic illustration of intercept counting to measure 析pert MPD 型 X 射线衍射仪对 MgO、MgAl2O4物相组成和纯度。其中扫描范围 10~90°，扫SEM）和电子探针（EPMA）分析铸态试样的组织，利用扫描电子显微镜（Qu和金相试样的磨制，抛光过程相同，但腐蚀过酸酒精溶液，腐蚀 10-20 s。之后为了进一步观
【参考文献】：
期刊论文
[1]碳酸盐矿石对AZ31镁合金晶粒细化与机理研究[J]. 刘轩,薛济来,乐启炽,张志强. 铸造技术. 2018(12)
[2]Zr对Mg-Gd-Er合金晶粒细化机理的影响[J]. 李淑波,杜文博,王旭东,刘轲,王朝辉. 金属学报. 2018(06)
[3]提高AZ91D镁合金性能的途径及研究展望[J]. 董天顺,郑晓东,邱长明,李国禄,崔春翔. 轻合金加工技术. 2018(02)
[4]镁合金晶粒异质形核的细化方法[J]. 刘瑞,徐瑞. 中国冶金. 2017(08)
[5]Effect of Al4C3 Particle Size Distribution in a Al–2.5C Master Alloy on the Refining Efficiency of the AZ31 Alloy[J]. Yu-Zhen Zhao,Xiao-Teng Liu,Hai Hao. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2017(06)
[6]氧化物冶金技术及其发展展望[J]. 吴晓燕,朱立光,梅国宏,严春亮,曹胜利,张庆军. 铸造技术. 2017(04)
[7]镁合金晶粒细化的研究进展[J]. 李玉娟,汤爱涛. 材料导报. 2013(17)
[8]微量元素Sr对AM60B镁合金组织和性能的影响[J]. 崔红卫,闵光辉,刘俊成. 稀有金属材料与工程. 2010(02)
[9]氧化物冶金钢CGHAZ中有益夹杂物的作用[J]. 李占杰,余圣甫,雷毅,姚芳. 焊接学报. 2007(06)
博士论文
[1]Mg-Al合金铸态晶粒细化理论和实验研究[D]. 黄秋燕.重庆大学 2016
[2]高温高能球磨法制备LiFeP04/C正极材料[D]. 王娟.东北大学 2014
[3]Mg-Gd-Y镁合金Zr晶粒细化行为研究[D]. 孙明.上海交通大学 2012
[4]Mg-Al系合金晶粒细化机理研究[D]. 王春建.昆明理工大学 2010
[5]超细TiOx夹杂物在钢液凝固过程中析出规律的基础研究[D]. 李慧改.上海大学 2008
硕士论文
[1]石墨和碳酸镁孕育AM30合金熔体的细化效果及其机制对比研究[D]. 姚泽江.华南理工大学 2016
[2]镁合金细化剂Al-Zr-B合金的制备与细化效果研究[D]. 钟芳华.中南大学 2014
[3]AZ系镁合金相变及凝固组织分析[D]. 张红菊.重庆大学 2007
[4]AZ91镁合金中非金属夹杂物的去除研究[D]. 韩英芬.西北工业大学 2006
本文编号：3497943
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：107 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Mg和Al的晶体结构及滑移系示意图（a）Mg，（b）Al
括 AZ 系及 AM 系镁合金，常见的 AZ 镁合金主要有 AZ31、AZ61 及 AZ91 等，常见的AM 系镁合金则包括 AM60 和 AM90 等。图1-2为Mg-Al的二元相图，常温下Al在Mg中固溶度小于1%，当温度升到437°C，Al 在 Mg 中的固溶度达到最大，为 12.7%。对于常见的 Mg-A1 系合金，如 AZ31、AZ61、
图 2-4 直线截点法测量平均晶粒尺寸示意图 Schematic illustration of intercept counting to measure 析pert MPD 型 X 射线衍射仪对 MgO、MgAl2O4物相组成和纯度。其中扫描范围 10~90°，扫SEM）和电子探针（EPMA）分析铸态试样的组织，利用扫描电子显微镜（Qu和金相试样的磨制，抛光过程相同，但腐蚀过酸酒精溶液，腐蚀 10-20 s。之后为了进一步观
【参考文献】：
期刊论文
[1]碳酸盐矿石对AZ31镁合金晶粒细化与机理研究[J]. 刘轩,薛济来,乐启炽,张志强. 铸造技术. 2018(12)
[2]Zr对Mg-Gd-Er合金晶粒细化机理的影响[J]. 李淑波,杜文博,王旭东,刘轲,王朝辉. 金属学报. 2018(06)
[3]提高AZ91D镁合金性能的途径及研究展望[J]. 董天顺,郑晓东,邱长明,李国禄,崔春翔. 轻合金加工技术. 2018(02)
[4]镁合金晶粒异质形核的细化方法[J]. 刘瑞,徐瑞. 中国冶金. 2017(08)
[5]Effect of Al4C3 Particle Size Distribution in a Al–2.5C Master Alloy on the Refining Efficiency of the AZ31 Alloy[J]. Yu-Zhen Zhao,Xiao-Teng Liu,Hai Hao. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2017(06)
[6]氧化物冶金技术及其发展展望[J]. 吴晓燕,朱立光,梅国宏,严春亮,曹胜利,张庆军. 铸造技术. 2017(04)
[7]镁合金晶粒细化的研究进展[J]. 李玉娟,汤爱涛. 材料导报. 2013(17)
[8]微量元素Sr对AM60B镁合金组织和性能的影响[J]. 崔红卫,闵光辉,刘俊成. 稀有金属材料与工程. 2010(02)
[9]氧化物冶金钢CGHAZ中有益夹杂物的作用[J]. 李占杰,余圣甫,雷毅,姚芳. 焊接学报. 2007(06)
博士论文
[1]Mg-Al合金铸态晶粒细化理论和实验研究[D]. 黄秋燕.重庆大学 2016
[2]高温高能球磨法制备LiFeP04/C正极材料[D]. 王娟.东北大学 2014
[3]Mg-Gd-Y镁合金Zr晶粒细化行为研究[D]. 孙明.上海交通大学 2012
[4]Mg-Al系合金晶粒细化机理研究[D]. 王春建.昆明理工大学 2010
[5]超细TiOx夹杂物在钢液凝固过程中析出规律的基础研究[D]. 李慧改.上海大学 2008
硕士论文
[1]石墨和碳酸镁孕育AM30合金熔体的细化效果及其机制对比研究[D]. 姚泽江.华南理工大学 2016
[2]镁合金细化剂Al-Zr-B合金的制备与细化效果研究[D]. 钟芳华.中南大学 2014
[3]AZ系镁合金相变及凝固组织分析[D]. 张红菊.重庆大学 2007
[4]AZ91镁合金中非金属夹杂物的去除研究[D]. 韩英芬.西北工业大学 2006
本文编号：3497943
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