冷却速度对镁铝系合金凝固组织影响的研究

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1、摘要论文题目：冷却速度对镁一铝系合金凝固组织影响的研究学科专业：材料加工工程研究生：罗红斌签名：变釜毯指导教师：袁森教授签名；彳经摘要为了改善镁．铝系合金的高温抗蠕变性能，提高其塑性和韧性，必须深化对镁一铝系合金的凝固机制，特别是Mg-M917A112共晶组织的形成机制的认知，这将有助于通过调整合金成分，改进铸造条件，来控制合金的凝固组织，以获得性能良好的铸件。本文采用不同的铸型条件，以获得不同冷却速度，制备了铝含量从3wt．％～38wt．％的宽成分范围的镁合金凝固试样。采用OM、SEM等手段观察了

2、合金的显微组织，采用XRD定量分析计算了阶梯金属型试块两个区域显微组织中Mgl7A112相的质量分数，采用DSC和TEM分析了在近共晶成分的合金中出现的特殊共晶组织，依据凝固动力学、热力学理论分析了镁．铝合金共晶生长机制。研究结果表明：冷却速度的影响作用是：随冷却速度增大，初生树枝晶的晶粒越小，二次、三次枝晶臂发达。在铝含量较低时，随冷却速度增加，凝固组织中B相的析出量增加；在铝含量较高时，随冷却速度增加，凝固组织中B楣的析出量反而减少。冷却速度对共晶成分合金凝固组织中B相的析出量几乎没有影响。冷却

3、速度增大，增加了在B相形核前形成大过冷度的可能性，使共晶B相趋向于以离异方式生长。高冷速下发达的树枝晶生长也会增大形成离异共晶组织的倾向。Mg-A1系合金的共晶形貌有着多种类型。随铝含量的增加，共晶组织经历了完全离异、部分离异、粒状到纤维状和层片状共晶的转变．这一系列转变是一个连续的过程，粒状共晶可以看作是规则共晶(共生生长)和非规则共晶(分离生长)的一种过渡形貌。共晶的质量分数处于30％～50％范围内是Mg．Mgl7Alu规则共晶一非规则共晶的过渡区，在此范围内还会受到冷却速度和初生枝晶形貌影响。

4、在普通铸造的冷却速度条件下，近共晶成分Mg-Al合金的凝固过程中，有可能会形成一种带有板条状鱼脊特征的树枝状共晶组织。即先析出板条状共晶，然后以板条状共晶为树枝主杆，侧向生长出纤维状共晶作为分枝，形成一种特殊形貌的树枝状共晶组合体。这种共晶形貌在以前的文献中尚未见报道。关键词：镁一铝系合金：冷却速度；凝固组织：共晶形貌；先析出板条状共晶AbstractTitie：STUDY0NTHEINFLUENCES0FCOOLINGRATE0NSOUDIFICAmONMICROSTRCTUREOFMAGNESI

5、UM-ALUMlNUMSYSTEMALLOYSMajor．MaterialProcessEngineeringName,HongblnLUOSupervisor：Prof．SenYUANSignature：丛幻丛Signature：抚馓丘私Anunderstandingofthesolidificationmechanismofmagnesium·aluminumalloys，especially,theformingmechanismofMg-MglTAIl2eutectic，isessentia

6、linordertoimprovethehigll-temperaturecreepresistance，toughnessandplasticityofalloys．ItwillenablethecompositionandcastingconditionsofMg-AIalloystobetailoredtoproducesoundcastings．inthispaper,inordertoobtaindifferentmicrostrueturesunderdifferentcoolingra

7、tes，themagnesium—aluminumalloys,rangingwidelyfrom3wt．％tO38wt．％ofaluminumcontent,werecastindifferentmould．ThemicrostmcturesofalloyswereobservedbyusingOMandSEM．TheweightfractiousofM917A112-pbaseintwodifferentzonesofstep-typesteel-mouldsamples’microstmctu

8、reswerecalculatedthroughquantitativeanalysisofXRD．Thespecialstructuresinnear-euteeticalloyswereanalyzedbyusingDSCandTEM．Theeutecticgrowthmechanicswereanalyzedbasedonthetheoryofsolidificationkineticsandthermodynamics．Themainresultsareasf