鎂-鋁雙金屬液固復(fù)合界面組織結(jié)構(gòu)和性能研究.pdf

1、近年來，隨著工業(yè)的發(fā)展，能源危機(jī)和環(huán)境問題日益嚴(yán)重，人們對(duì)材料的要求也日益提高，輕量化及高性能成為了新材料發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。單一材料的零部件已經(jīng)很難滿足現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)過程中對(duì)材料的多方面的要求。雙金屬?gòu)?fù)合材料由于能將兩種不同金屬材料的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來，可以解決單一材料無法滿足的高強(qiáng)度、高韌性等綜合性能問題，將在各個(gè)領(lǐng)域有著越來越多的應(yīng)用。
　　本文采用“液固復(fù)合鑄造”的方法，在自制的高真空液固復(fù)合裝置中進(jìn)行鋁合金與鎂合金的雙金屬?gòu)?fù)合鑄造

2、實(shí)驗(yàn)。重點(diǎn)研究了不同鋁合金的表面處理工藝、Mg/Al雙金屬液固復(fù)合工藝、微量元素Sr及熱處理工藝對(duì)Mg/Al雙金屬?gòu)?fù)合界面的組織和性能的影響。主要研究結(jié)果有:
　　(1)固態(tài)鋁合金的表面處理可以明顯提高液態(tài)鎂合金與鋁合金基體之間的潤(rùn)濕性和冶金結(jié)合。通過化學(xué)浸鋅與電鍍工藝相結(jié)合，可以有效的去除固態(tài)鋁合金表面的氧化層，并在其表面鍍覆一層鋅層以防止鋁合金表面被再次氧化形成氧化膜。實(shí)驗(yàn)表明:鋁合金基體上低熔點(diǎn)的鋅涂層以及液態(tài)鎂合金中添加的

3、Sr元素都能促進(jìn)鋁基體表面的潤(rùn)濕性，使其界面區(qū)域形成冶金反應(yīng)。
　　(2)在AZ91/6061雙金屬?gòu)?fù)合試樣中，界面處沒有觀察到明顯的缺陷，表明在界面處形成了良好的冶金結(jié)合。XRD圖譜和EMPA結(jié)果確認(rèn)在界面處主要形成了α-Mg、Al12Mg17、Al3Mg2和α-Al四種組織。添加微量元素Sr后，Sr元素分布在α-Mg晶界處及Al12Mg17相周圍，細(xì)化了初生相α-Mg和(Al12Mg17+α-Mg)共晶組織，并減少Al12Mg

4、17相的體積分?jǐn)?shù)。力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果表明:添加微量元素Sr后，AZ91/6061雙金屬試樣的剪切強(qiáng)度得到顯著提高。當(dāng)Sr元素的添加量為0.3 wt.％時(shí)，AZ91/6061雙金屬?gòu)?fù)合試樣的剪切強(qiáng)度能達(dá)到最大值47.2MPa。
　　(3)針對(duì)AZ31/A390雙金屬液固復(fù)合鑄造工藝，對(duì)其復(fù)合界面進(jìn)行掃描和能譜分析，發(fā)現(xiàn)界面的過渡層寬度大約為100-200μm，且界面中的組織主要為α-Mg、β-Al12Mg17和Mg2Si。鎂合金中添加