Mg-9Zn-xAl鎂合金的自孕育凝固及半固態(tài)壓鑄研究.pdf

1、本文以Mg-9Zn-xAl鎂合金為研究對(duì)象，采用自行開發(fā)的自孕育法(SIM)流變壓鑄工藝，研究了自孕育工藝參數(shù)對(duì)合金微觀組織的影響，并從溫度場(chǎng)的角度探討了自孕育鑄造工藝參數(shù)之間交互作用的本質(zhì)；自孕育凝固過(guò)程中，熔體處理溫度對(duì)自孕育熔化狀況的影響：等溫工藝參數(shù)對(duì)半固態(tài)漿料組織的影響；Mg-9Zn-xAl鎂合金的流變壓鑄成形。結(jié)果表明：
　　 1.較傳統(tǒng)鑄造，采用自孕育法Mg-9Zn-xAl鎂合金，晶粒明顯細(xì)化，而且既能制備滿足觸變

2、所需的半固態(tài)坯料，也能對(duì)漿料直接保溫獲取滿足流變成形的半固態(tài)漿料；
　　 2.當(dāng)孕育劑加入量為5％、導(dǎo)流器角度為45°時(shí)，Mg-9Zn-xAl(x=2，4，6)合金的最佳熔體處理溫度分別為695℃～710℃、685℃～700℃、660℃～675℃之間，此時(shí)的晶粒尺寸分別為49.5μm、40.2μm、35.6μm。熔體處理溫度過(guò)高或過(guò)低時(shí)，組織變得粗大并伴隨有少量的枝晶。
　　 3.自孕育法鑄造過(guò)程中，熔體過(guò)熱度、自孕育劑

3、加入量及導(dǎo)流器角度相互作用，共同影響著最終組織的形貌和尺寸。自孕育工藝參數(shù)相互作用的本質(zhì)在于：通過(guò)對(duì)工藝參數(shù)之間的相互調(diào)整，使得熔體在導(dǎo)流器出口處的溫度處于固-液兩相區(qū)，進(jìn)而獲得合格的半固態(tài)漿料；
　　 4.推導(dǎo)出了熔體在導(dǎo)流器出口處的溫度與自孕育工藝參數(shù)之間的關(guān)系式。根據(jù)所推到出的孕育劑在導(dǎo)流器入口處的溫度T=k△T+b，可以確定合金自孕育法鑄造的最佳熔體處理溫度。提出用固相率fs表征孕育劑的熔化狀況，當(dāng)fs遠(yuǎn)大于0時(shí)，孕育劑

4、只有少量熔化，此時(shí)母熔體處于極不均勻狀態(tài)；當(dāng)fs大于0但在其附近時(shí)，孕育劑已基本熔化，可能存在少許高熔質(zhì)點(diǎn)相作為形核的襯底；當(dāng)fs小于0時(shí)，孕育劑已完全熔化，所加的孕育劑未達(dá)到一次孕育的效果。
　　 5.在保溫過(guò)程中，隨著保溫時(shí)間，初生相不斷球化并長(zhǎng)大，保溫時(shí)間為4～8min時(shí)，其晶粒較好，尺寸為65～72μun，圓整度在1.2～1.3之間。Al元素對(duì)Mg-9Zn-xAl鎂合金的組織有明顯的細(xì)化作用，隨著Al元素的增加，其晶粒尺