Al2Ca、Al4Ce對(duì)Mg-Al系鎂合金晶粒細(xì)化的影響.pdf

1、鑄態(tài)鎂合金的晶粒粗大，影響了其性能的提高和后續(xù)的應(yīng)用。因此，本文通過(guò)添加合金元素，原位生成金屬間化合物，并利用它們與鎂基體間的晶體學(xué)關(guān)系來(lái)異質(zhì)形核細(xì)化鎂合金的晶粒，優(yōu)化鑄態(tài)鎂合金的性能。
　　本文采用金相分析（OM）、掃描電鏡（SEM）、能譜分析（EDS）及X射線(xiàn)衍射分析（XRD）等試驗(yàn)手段，研究了Al/Ca比、Al/Ce比對(duì)鎂合金鑄態(tài)組織的影響，初步探索了化合物的形成機(jī)制，取得以下研究結(jié)果：
　　Mg-Al-0.5Ca合金

2、中Al含量在0.5~2wt％范圍內(nèi)時(shí)，隨著Al含量的增大，晶粒明顯細(xì)化，由420μm減小至287μm，Ca含量較高時(shí)，Al2Ca尺寸呈增大的趨勢(shì)，細(xì)化效果減弱；在Mg-Al-1Ce合金中Al含量在0.2~2.5wt%范圍內(nèi)變化時(shí)，隨著Al含量的增大，合金的晶粒尺寸先減小再增大最后又減小，Ce含量較高時(shí)，Al4Ce尺寸亦增大，細(xì)化效果減弱。
　　熱力學(xué)計(jì)算認(rèn)為：Al-Ca的生成熱小于Mg-Ca和Mg-Al，故向Mg-Ca合金中加入A

3、l元素會(huì)優(yōu)先形成Al2Ca金屬間化合物；Al-Ce的生成熱小于Mg-Ce和Mg-Al，在Mg-Al-Ce熔體中，元素Al優(yōu)先與Ce元素形成金屬間化合物Al4Ce。通過(guò)液態(tài)淬火試驗(yàn)，Al2Ca、Al4Ce化合物存在于液相中，證實(shí)了熱力學(xué)計(jì)算結(jié)果。
　　在Mg-Al-Ca合金中，隨著Al含量的增加，第二相種類(lèi)由Al2Ca和Mg2Ca轉(zhuǎn)變?yōu)锳l2Ca和Mg17Al12，其形狀由顆粒狀和桿狀變成網(wǎng)狀。Mg-Al-Ce合金中，隨著Al含量的

4、增加，第二相由Mg12Ce、Mg17Ce2和Al4Ce轉(zhuǎn)變?yōu)镸g17Al12和Al4Ce，其形貌有顆粒狀和桿狀變成骨骼形網(wǎng)絡(luò)狀。
　　晶體學(xué)計(jì)算結(jié)果認(rèn)為：Al2Ca和α-Mg基體間存在{1001/{}Mg}220CaAl2[1120]/[111]MgAlCa和{1011/{}Mg}3112CaAl2[1120]/[112]MgAlCa兩組位向關(guān)系，匹配度均小于210%，Al2Ca顆?？勺鳛殒V合金的有效晶粒細(xì)化劑；Al4Ce和α-M