AZ91、AM60铸造镁合金晶粒细化及晶粒尺寸预测模型的研究

发布时间：2017-07-30 03:16

  本文关键词：AZ91、AM60铸造镁合金晶粒细化及晶粒尺寸预测模型的研究

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【摘要】：镁及其合金具有密度小，比强度高以及减震、抗电磁辐射等优点，在汽车、电子、交通等领域得到了日益广泛的应用。镁合金的室温塑性差，强度低，细化晶粒能有效提高镁合金的力学性能。本文以AZ91、AM60为试验对象，在铸态下分别加入MnCO3细化剂、Al-Sr-La复合细化剂，研究了细化剂对AZ91、AM60合金铸态和固溶态显微组织、力学性能的影响，，并对镁合金的细化机理进行了深入的探讨。 研究结果表明：MnCO3和Al-Sr-La复合细化剂均能有效细化AZ91、AM60镁合金。镁基体由粗大树枝晶状变为细小颗粒状，晶界处β-Mg17Al12相的数量减少并且由原来连续的网状结构变为弥散的断续状，晶粒数目增多，晶粒尺寸变小，合金的力学性能有较大提高，并且固溶态合金的力学性能优于铸态合金。试验还发现，冷却速度对Mg-Al系合金的晶粒尺寸也有重要影响，冷却速度越快，过冷度越大，促进了晶核的大量成形，细化了晶粒。另外，对细化后的试样进行能谱分析，结果发现Mn、Sr、La富聚于晶界附近，由此推测MnCO3和Al-Sr-La的细化机理主要是Mn、Sr、La的成分过冷作用。 本文评述了铸造镁合金现有的一些晶粒尺寸预测模型，以晶粒形核中的成分过冷理论为基础，推导出了能够预测铸态下镁合金晶粒尺寸的数学模型，分析了冷却速度、液相温度梯度等工艺参数对晶粒大小的影响。结果表明，该模型可以有效预测镁合金的铸态晶粒尺寸。
【关键词】：AZ91 AM60镁合金 晶粒细化 成分过冷 晶粒尺寸预测模型
【学位授予单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG292
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-16
• 1.1 镁合金的应用现状8-10
• 1.1.1 镁合金在汽车上的应用8-9
• 1.1.2 镁合金在航天航空中的应用9
• 1.1.3 镁合金在电子、电器行业中的应用9-10
• 1.2 镁合金晶粒细化主要方法10-15
• 1.2.1 物理场细化法10
• 1.2.2 过热处理10-11
• 1.2.3 半固态成形工艺11
• 1.2.4 固态成形工艺11
• 1.2.5 快速凝固11-12
• 1.2.6 化学添加剂细化法12-15
• 1.3 本论文主要研究内容15-16
• 第2章 Mg-Al系镁合金晶粒细化的试验研究16-31
• 2.1 试验材料及过程16-21
• 2.1.1 试验材料16-17
• 2.1.2 熔炼及浇铸17-19
• 2.1.3 金相分析及晶粒尺寸预测19
• 2.1.4 力学性能试验19-20
• 2.1.5 试验工艺路线20-21
• 2.2 试验结果及分析讨论21-30
• 2.2.1 MnCO_3对Mg-Al系镁合金铸造组织及晶粒尺寸的影响21-23
• 2.2.2 Al-Sr-La对Mg-Al系镁合金铸造组织及晶粒尺寸的影响23-25
• 2.2.3 细化剂对Mg-Al系合金固溶处理组织及晶粒尺寸的影响25-26
• 2.2.4 细化剂对Mg-Al系合金力学性能的影响26-30
• 2.3 本章小结30-31
• 第3章 Mg-Al系合金晶粒细化机理的探讨31-46
• 3.1 冷却速度对Mg-Al系合金晶粒细化的影响31-35
• 3.2 MnCO3对Mg-Al系合金相成分的影响及其细化机理35-40
• 3.3 Al-Sr-La对Mg-Al系合金相成分的影响及其细化机理40-45
• 3.4 本章小结45-46
• 第4章 镁合金凝固晶粒尺寸预测模型的研究46-60
• 4.1 经验模型46-47
• 4.2 理论模型47-59
• 4.2.1 自由形核晶粒尺寸模型48-55
• 4.2.2 自由生长晶粒尺寸模型55-59
• 4.3 本章小结59-60
• 第5章 总结60-61
• 致谢61-62
• 参考文献62-66
• 附录1 攻读硕士学位期间发表的论文66

【参考文献】

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本文编号：592289