5%Al合金化对Mg-6Zn镁合金非枝晶组织演变的影响

发布时间：2021-03-08 17:03

　　利用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）研究了Mg-6Zn和Mg-6Zn-5Al合金（质量分数）的铸态组织和等温热处理后非枝晶组织的演变规律。结果表明:Mg-6Zn合金的铸态组织主要由α-Mg和MgZn₂相组成;Mg-6Zn-5Al合金铸态组织主要由α-Mg、Mg₂Zn₃、Mg₁₇Al₁₂和Mg₃₂（Al,Zn）₄₉相组成,其共晶组织形貌演变成粗大连续,且晶内颗粒状的第二相粒子数量增加。Mg-6Zn-5Al合金经600℃保温30 min后获得了细小圆整、均匀分布的近球状颗粒,其平均尺寸和圆整度分别为75μm和1.09。非枝晶组织演变的主要机制包括共晶组织熔化,溶质原子扩散,枝晶组织的粗化、分离、球化和颗粒的合并与长大。5%Al合金化促进了Mg-6Zn合金的非枝晶组织演变,主要归于合金化使铸态组织中析出了亚晶界,其为溶质原子的扩散提供便捷通道和润湿驱动力,同时降低了体系的总自由能和异质形核功,使合金在成分起伏和... 

【文章来源】：材料热处理学报. 2020,41(06)北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

模具、坯锭和实验试样

图1 模具、坯锭和实验试样图3为铸态Mg-6Zn和Mg-6Zn-5Al合金的OM组织。如图3所示,合金的显微组织都呈典型的非平衡凝固枝晶结构,主要由呈白色α-Mg固溶体和沿晶界呈黑色半连续或连续网状及晶内孤立弥散的共晶化合物组成。如图3(b)所示,添加5% Al后,相比基体合金,α-Mg晶粒内颗粒状的第二相粒子数量增加。此外,晶界处黑色的共晶相粗化增多,且晶粒趋于细化。这是由于一定量Al的加入使得非平衡结晶下溶质原子富集在枝晶根部,最终形成了偏聚于晶界及枝晶臂间更多的共晶相。另外,Al的加入,使之与Mg 和 Zn 发生反应,形成的Mg2Zn3、Mg17Al12和Mg32(Al,Zn)49新物相在晶界析出,抑制了液相溶质原子向固相中的扩散,阻碍二次枝晶的长大,进而实现细化晶粒。

图3为铸态Mg-6Zn和Mg-6Zn-5Al合金的OM组织。如图3所示,合金的显微组织都呈典型的非平衡凝固枝晶结构,主要由呈白色α-Mg固溶体和沿晶界呈黑色半连续或连续网状及晶内孤立弥散的共晶化合物组成。如图3(b)所示,添加5% Al后,相比基体合金,α-Mg晶粒内颗粒状的第二相粒子数量增加。此外,晶界处黑色的共晶相粗化增多,且晶粒趋于细化。这是由于一定量Al的加入使得非平衡结晶下溶质原子富集在枝晶根部,最终形成了偏聚于晶界及枝晶臂间更多的共晶相。另外,Al的加入,使之与Mg 和 Zn 发生反应,形成的Mg2Zn3、Mg17Al12和Mg32(Al,Zn)49新物相在晶界析出,抑制了液相溶质原子向固相中的扩散,阻碍二次枝晶的长大,进而实现细化晶粒。2.2 热处理对显微组织的影响


本文编号：3071355