銻對(duì)鎂及鎂合金微觀組織的影響.pdf

1、鎂及鎂合金是最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，被廣泛應(yīng)用于各種軍事和民用領(lǐng)域，但是鎂合金的結(jié)晶溫度范圍寬、體收縮率大，易產(chǎn)生縮松，鑄態(tài)組織比較粗大，嚴(yán)重影響其機(jī)械性能。本論文通過在純鎂及AZ91D鎂合金熔煉過程中加入三氧化二銻來引入銻元素，研究了銻的含量、熔煉溫度、靜置時(shí)間等對(duì)純鎂及AZ91D鎂合金微觀組織產(chǎn)生的影響，并在此基礎(chǔ)上，從金屬凝固過程的形核與生長角度，進(jìn)一步探討了銻對(duì)凝固微觀組織的細(xì)化作用機(jī)理。論文的主要結(jié)論如下：(1)分析了銻在AZ91

2、D鎂合金中的存在形式。用掃描電鏡和Inca能譜儀對(duì)加銻后的AZ91D鎂合金試樣進(jìn)行元素面掃描，結(jié)果顯示，銻在AZ91D中有兩種存在形式：固溶于α-Mg基體和β相中；生成條狀新相。用透射電鏡分析新相的具體組成和結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，這種新相是由Mg和Sb生成的金屬間化合物Mg3Sb2，具有密排六方結(jié)構(gòu)。 (2)研究了銻的含量、熔煉溫度、靜置時(shí)間對(duì)AZ91D鎂合金微觀組織的影響。在銻的含量為0.69﹪時(shí)，銻對(duì)AZ91D鎂合金的細(xì)化效果較好，合金

3、的晶粒平均尺寸由原來未加銻時(shí)的128μm減小為62μm，微觀組織中的脆性β相含量減少，并且由不連續(xù)網(wǎng)狀分布變?yōu)閿嗬m(xù)、離散的分布形式。800℃下加入銻獲得的微觀組織比720℃和850℃時(shí)的更為均勻，其中的β相呈細(xì)小、彌散分布。加銻后合金液的靜置時(shí)間延長到兩小時(shí)，銻的作用效果保持不變，因此，銻對(duì)AZ91D鎂合金具有持久的細(xì)化作用。 (3)探討銻的細(xì)化機(jī)理。銻對(duì)AZ91D鎂合金微觀組織的細(xì)化，是異質(zhì)形核和抑制生長綜合作用的結(jié)果。生成的

4、Mg3Sb2相與α-Mg基體具有相同的密排六方結(jié)構(gòu)，滿足非均勻形核的基本條件，是良好的異質(zhì)形核核心；Mg3Sb2相熔點(diǎn)較高，凝固過程中先于其他相析出，在晶體長大時(shí)起到抑制生長的作用，細(xì)化了晶粒，使β相的分布更加彌散、均勻。同時(shí)，銻的加入提高了鋁在α-Mg基體中的固溶度，部分β相溶進(jìn)α基體，起到提高鎂合金力學(xué)性能的作用。 (4)研究了銻對(duì)純鎂微觀組織的影響。純鎂中加入與AZ91D相同含量的銻后，純鎂的微觀組織沒有發(fā)生變化。分析結(jié)果