Zr-Sr复合变质对高硅Mg-Si-Zn镁合金组织的影响

发布时间：2021-07-22 10:05

　　为了改善高硅Mg-Si-Zn合金的性能,通过实验添加元素Sr、Zr,对Mg-Si-Zn合金进行单一和复合变质.分析了Mg₂Si初生相和共晶Mg₂Si的形貌与尺寸,研究了高硅Mg-4Si-4Zn合金的组织变化规律.结果表明:Sr可将Mg-4Si-4Zn合金中粗大的初生Mg₂Si枝晶变为规则的块状,树枝晶尺寸由长90～130μm,宽50～70μm变为对角线长度为20～50μm,复杂汉字状的共晶Mg₂Si变质为细小的棒状;Sr在凝固过程中通过在Mg₂Si表面占位来阻碍其生长,当Sr加入量超过0.75%后合金组织中出现Mg_xSr_ySi_z相,使Sr变质效果下降.经过Zr-Sr复合变质,Mg-4Si-4Zn镁合金初生Mg₂Si相形貌由不规则状转变为对称的六边形状,具有尖锐棱角的初生相逐渐减少,当Zr添加量达到0.9%时,变质效果最好,Mg₂Si相最为圆整. 

【文章来源】：材料与冶金学报. 2020,19(02)北大核心

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【部分图文】：

不同Sr添加量时Mg-Si-Zn-Sr合金的铸态光学显微组织

图1 不同Sr添加量时Mg-Si-Zn-Sr合金的铸态光学显微组织在图1(d)和图2中可以看到,该针状相可与Mg2Si初生相一同生长,从初生Mg2Si相与针状相相交的位置向外逐渐变粗,且该针状相可与两个以上的初生Mg2Si相一同生长,可得出该相的生长时间早于或等于Mg2Si的生长时间,但由于其尺寸与形貌等原因,未能作为Mg2Si异质形核从而细化第二相,因此本文不再对该相生长机理进行讨论.

为了阐述Sr对镁合金组织中Mg2Si相的变质机理,选择对图1(c)的镁合金组织中的Mg2Si初生相进行线扫描分析,结果如图4所示.从图4(b)、4(c)可以看出,Sr与Si的成分变化是完全一致的,即初生Mg2Si中含有一定量的Sr元素,这与文献[12]中发现的初生Mg2Si中含有一定量的Sb元素一样.这主要是由于Sr是表面活性较高的碱土元素,在凝固过程中,初生Mg2Si的表面容易发生Sr富集现象,随着初生Mg2Si的凝固,在Mg2Si表面占位的Sr,则留在初生Mg2Si晶体中,呈现出如图4所示的测量结果,而Sr的这种占位限制了Mg2Si生长,与文献[18]所述变质机理相符合.图4 Mg-4Si-4Zn-0.5Sr镁合金中初生Mg2Si的形貌及成分分析

【参考文献】：
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本文编号：3296947