冷卻速度對鎂-鋁系合金凝固組織影響的研究.pdf

1、本文采用不同的鑄型條件,以獲得不同冷卻速度,制備了鋁含量從3wt.﹪～38wt.﹪的寬成分范圍的鎂合金凝固試樣.采用OM、SEM等手段觀察了合金的顯微組織,采用XRD定量分析計算了階梯金屬型試塊兩個區(qū)域顯微組織中Mg<,17>Al<,12>相的質(zhì)量分?jǐn)?shù),采用DSC和TEM分析了在近共晶成分的合金中出現(xiàn)的特殊共晶組織,依據(jù)凝固動力學(xué)、熱力學(xué)理論分析了鎂.鋁合金共晶生長機(jī)制.研究結(jié)果表明: 冷卻速度的影響作用是:隨冷卻速度增大,初生

2、樹枝晶的晶粒越小,二次、三次枝晶臂發(fā)達(dá).在鋁含量較低時,隨冷卻速度增加,凝固組織中β相的析出量增加；在鋁含量較高時,隨冷卻速度增加,凝固組織中β相的析出量反而減少.冷卻速度對共晶成分合金凝固組織中β相的析出量幾乎沒有影響.冷卻速度增大,增加了在β相形核前形成大過冷度的可能性,使共晶β相趨向于以離異方式生長.高冷速下發(fā)達(dá)的樹枝晶生長也會增大形成離異共晶組織的傾向. Mg-Al系合金的共晶形貌有著多種類型.隨鋁含量的增加,共晶組織經(jīng)

3、歷了完全離異、部分離異、粒狀到纖維狀和層片狀共晶的轉(zhuǎn)變.這一系列轉(zhuǎn)變是一個連續(xù)的過程,粒狀共晶可以看作是規(guī)則共晶(共生生長)和非規(guī)則共晶(分離生長)的一種過渡形貌.共晶的質(zhì)量分?jǐn)?shù)處于30﹪～50﹪范圍內(nèi)是Mg-Mg<,17>Al<,12>規(guī)則共晶-非規(guī)則共晶的過渡區(qū),在此范圍內(nèi)還會受到冷卻速度和初生枝晶形貌影響. 在普通鑄造的冷卻速度條件下,近共晶成分Mg-Al合金的凝固過程中,有可能會形成一種帶有板條狀魚脊特征的樹枝狀共晶組織