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晶粒熔体过热处理对AZ91镁合金凝固组织和力学性能影响设计

收藏本文 2024-02-16 点赞:25965 浏览:112171 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:为了提升AZ91镁合金的室温力学性能,本论文利用自制的电阻炉对AZ91镁合金熔体进行熔体过热处理,通过金相显微镜、扫描电镜、洛氏硬度计、能谱浅析仪、X射线衍射仪、电子万能试验机和Setaram综合热浅析仪等设备探讨熔体过热、熔体过热与微量Sr变质联合作用对AZ91镁合金凝固组织和力学性能的影响规律,获得最佳的处理工艺。探讨结果表明:随着熔体过热温度的提升,AZ91镁合金中α-Mg相由树枝晶转变为等轴晶,并且晶粒尺寸呈逐渐减小的变化走势。熔体温度为850℃时,AZ91镁合金中等轴晶晶粒尺寸为90μm,AZ91+0.05%Sr镁合金的晶粒尺寸为66μm,即在相同的过热温度下,加Sr的AZ91合金比未加Sr的AZ91合金晶粒尺寸减小了26.7%。超过850℃后,AZ91和AZ91+0.05%Sr镁合金中等轴晶晶粒尺寸都略有减小,减小的幅度不大。随着过热温度的提升,Mg17Al12由连续的网状变成断续的板条状分布在晶界处,当熔体温度升高到900℃时,Mg17Al12相聚集长大,又呈连续的网状。随着熔体过热温度的升高,AZ91和AZ91+0.05%Sr镁合金的抗拉强度、条件屈服强度、伸长率、抗压强度、硬度均呈先增大后减小的变化走势。在相同的过热温度下,添加0.05%Sr的AZ91镁合金的力学性能优于未加Sr的AZ91镁合金。AZ91镁合金在熔体温度为850℃时综合力学性能最佳,抗拉强度、条件屈服强度、伸长率、抗压强度、硬度分别达到280MPa、137MPa、7.4%、370MPa和27.4HRB;添加0.05%Sr后AZ91镁合金在800℃综合力学性能即达到最佳,抗拉强度、条件屈服强度、伸长率、抗压强度、硬度分别达到292MPa、143MPa、8.6%、371MPa和36.3HRB,而国外压铸AZ91镁合金铸态抗拉强度和伸长率分别为250MPa和7%。熔体过热处理能够细化镁合金的理由在于,随着熔体过热温度的提升,AZ91和AZ91+0.05%Sr镁合金的凝固开始温度逐渐降低,使形核过冷度增大,形核率增加。关键词:AZ91镁合金论文锶变质论文过热处理论文晶粒细化论文力学性能论文

    摘要4-5

    Abstract5-8

    1 绪论8-18

    1.1 镁及镁合金8-11

    1.1.1 金属镁8

    1.1.2 镁合金8-11

    1.2 镁合金的性能特点及运用11-14

    1.2.1 镁合金的性能特点11-12

    1.2.2 镁合金的运用12-14

    1.3 AZ91 镁合金探讨近况14-16

    1.3.1 碳变质处理法14-15

    1.3.2 合金化15

    1.3.3 半固态成型15

    1.3.4 快速凝固法15

    1.3.5 固态变形处理法15-16

    1.3.6 熔体搅拌法16

    1.3.7 熔体过热处理法16

    1.4 探讨背景和主要内容16-18

    1.4.1 探讨背景16-17

    1.4.2 探讨内容17-18

    2 实验内容与策略18-25

    2.1 实验仪器与设备18

    2.2 铸锭的熔炼及试样制备18-21

    2.2.1 炉料的配制18

    2.2.2 铸锭的熔炼设备18-21

    2.2.3 AZ91 镁合金铸锭的熔炼21

    2.3 宏观组织观察21-22

    2.4 试样切割及编号22-23

    2.5 进行拉伸和压缩试验23

    2.6 显微组织观察23-24

    2.7 拉伸断口与压缩断口浅析24

    2.8 硬度测试24

    2.9 差热浅析实验24-25

    3 熔体过热处理对 AZ91 镁合金凝固组织的影响25-36

    3.1 熔体过热对 AZ91 镁合金宏观组织的影响25-27

    3.2 过热处理对 AZ91 和 AZ91+0.05%Sr 镁合金显微组织的影响27-33

    3.2.1 过热处理对 AZ91 镁合金显微组织的影响27-29

    3.2.2 过热处理对 AZ91 平均晶粒尺寸的影响29-30

    3.2.3 过热处理对 AZ91+0.05%Sr 镁合金显微组织的影响30-32

    3.2.4 过热处理对 AZ91+0.05%平均晶粒尺寸的影响32-33

    3.3 过热处理对 AZ91 和 AZ91+0.05%Sr 镁合金第二相的影响33-36

    3.3.1 过热处理对 AZ91 镁合金第二相形态的影响33-34

    3.3.2 过热处理对 AZ91+0.05%Sr 镁合金第二相形态的影响34-36

    4 过热处理对 AZ91 和 AZ91+0.05%Sr 镁合金力学性能的影响36-44

    4.1 对力学性能的影响36-40

    4.1.1 对拉伸性能的影响36-38

    4.1.2 对压缩性能的影响38

    4.1.3 对硬度的影响38-40

    4.2 拉伸与压缩断口形貌40-44

    4.2.1 拉伸断口形貌40-42

    4.2.2 压缩断口形貌42-44

    5 熔体过热处理细化晶粒机理探讨44-50

    5.1 差热浅析结果44-47

    5.1.1 过热温度对凝固历程中过冷度的影响44-46

    5.1.2 过热温度对凝固区间的影响46

    5.1.3 过热温度对共晶温度的影响46-47

    5.2 过热处理后 AZ91 镁合金组织中元素分布47-49

    5.3 过热处理细化晶粒的机理探讨49-50

    6 结论50-51

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