铸造镁铝钙合金的凝固行为、力学性能及半固态成形性能
文献类型：学位论文
| 作者 | 梁松茂 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2010 |
| 授予单位 | 中国科学院金属研究所 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 韩恩厚 ; 陈荣石 |
| 关键词 | Mg－Al－Ca合金 凝固路径 力学性能 半固态成形 热力学计算 |
| 学位专业 | 材料学 |
| 中文摘要 | "本论文系统地研究了几组Mg－Al－Ca合金的凝固行为，第二相形成规律；显微组织与力学性能关系以及半固态温度下的显微组织演变规律和变形行为，并利用热力学模型对适合半固态成形工艺的Mg－Al－Ca合金进行成分预测。研究结果将为发展新的Mg－Al－Ca合金体系及成形工艺提供基础。 利用冷却曲线热分析的方法，结合SEM/EDAX和X射线分析，研究了两组Mg－Al－Ca系合金(AZ91＋Ca和AM50＋Ca合金，分别简称为AZX91x和AMX50x合金)的凝固路径和显微组织形成规律。热分析结果表明，随着Ca含量的增加，AZX91x合金和AMX50x合金的液相线温度逐渐降低，而固相线温度的影响则各不相同；随着Ca含量的增加和Ca/Al比的提高，含Ca相由Al2Ca相转变为(Mg,Al)2Ca相和Mg2Ca相。利用偏振光彩色蚀刻对Mg-5wt.%Al-xCa (x = 0~4wt.%)合金的晶粒尺寸表征发现，增加Ca含量使得合金晶粒尺寸粗化，但是枝晶臂间距变小。 分析研究了金属型重力铸造和压力铸造条件下Mg－Al－Ca合金的显微组织和力学性能。在金属型重力铸造条件下，AMX50x合金中形成粗大的含Ca相，其伸长率和抗拉强度都随Ca含量的增加而显著降低，屈服强度则先降低，然后稍微升高。热处理能够球化含Ca相，从而明显提高合金的强度和延伸率。(Mg,Al)2Ca相的强化效果要优于Al2Ca。在压力铸造条件下，AZX912合金的强度和伸长率均高于AZX911合金。MC-HPDC是将先进剪切熔体处理技术(MCAST)与常规HPDC相结合的成形工艺。能够得到组织均匀，铸造缺陷少的铸件，因此力学性能要高于常规HPDC铸件。 研究了应变诱发熔化激活法(SIMA) Mg－Al－Ca合金在固液两相区显微组织演变规律和变形行为。结果表明，挤压后AZX911合金在515°C形成了球形固相颗粒被液相包围的典型半固态浆料组织，而AZX912合金在530°C才能得到这样的组织。对两种合金的半固态压缩变形分析表明，液相在半固态压缩变形过程中能够润湿晶界，有助于晶粒之间的相对滑动。虽然AZX912合金530°C下的液相分数高，但是液相中的固相Al2Ca相使得润滑作用减弱，所以其压缩变形应力仍然高于515°C 下AZX911合金。利用等通道挤压(ECAE)与二次重熔结合是一种新的SIMA方法。经过2道次ECAE加工的Mg－9wt.%Al合金在加热至半固态温度保温后能够得到细小球形固相颗粒分布在液相中的半固态浆料组织。同时发现，ECAE前的固溶处理使得半固态浆料中固相颗粒粗化速率加快，并且其中存在大量液相孤岛，不利于半固态成形。 最后利用热力学计算软件Pandat，结合近期发表的Mg－Al－Ca热力学数据，采用两步凝固热力学模型，选择液相分数的温度敏感性，凝固温度区间，最高拐点等准则作为评价Mg－Al－Ca合金的半固态成型性能的参考标准，在较宽成分范围内对合金的半固态成型性能进行了分析预测。得出了适合进行半固态成形的Mg－Al－Ca合金的成分范围，分析结果表明AX73和AX74合金的半固态成形性能可以和A356相媲美，远远优于AZ91合金。" |
| 公开日期 | 2013-04-12 |
| 源URL | [http://210.72.142.130/handle/321006/64154]  |
| 专题 | 金属研究所_中国科学院金属研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 梁松茂. 铸造镁铝钙合金的凝固行为、力学性能及半固态成形性能[D]. 北京. 中国科学院金属研究所. 2010. |
入库方式： OAI收割
来源：金属研究所
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