tiblt2gt的原位制备及合金元素对az91d合金组织与性能影响

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1、武汉理l：人学硕十学位论文摘要镁合金具有优良的物理和力学性能，在航空航天、汽车、电子器件等行业上的应用有广阔的前景。但镁合金也存在自身的脆性大、强度低、耐蚀性差和高温性能差等缺点。研究表明，通过晶粒细化的方法，可以有效改善镁合金的性能。因此镁合金的细化研究越来越受到人们的关注。在无可控气氛保护条件下采用粉末原位合成工艺，通过合理选择反应物粉末的配比以及反应温度与时间等参数，成功制备了具有良好界面的Mg．TiB2中间合金。利用XRD、SEM和EDS分析了中间合金的物相组成、微观形貌及微区成分。’以目前应用最为广泛的AZ91D合金为研究对象，选用原位制

2、备的Mg．50％TiB2中间合金和合金元素Ce、Ca、Sr为细化剂，研究了单独添加TiB2以及TiB2与合金元素Ce、Ca、Sr复合添加对合金组织的细化作用及性能的影响，同时也探讨了TiB2和合金元素Ce、Ca、Sr对镁合金的晶粒细化机理。利用金相显微镜、扫描电镜、能谱分析和XRD衍射等手段分析了合金的微观组织。结果表明：AZ91D合金的铸态组织由初生相仅．Mg和第--卡flD—Mgl7A112组成，其中第二相的形态主要有骨骼状、块状、颗粒状和层片状等形态，分布在晶界处。TiB2和Ce、Ca、Sr的添加使得AZ91D合金的组织显著细化。在含0．7％

3、TiB2时可获得细小的晶粒组织，使基体合金的平均晶粒尺寸由2401xm减小至501xm。另外，TiB2的加入导致B—Mgl7A112相由大块骨骼状的完全离异共晶转变成D相内部存在0c．Mg的蜂窝状部分离异共晶，而且p相的尺寸变小、分布更趋弥散。当复合添加TiB2与合金元素Ce、Ca、Sr时，合金的晶粒组织更加细小，其含量分别为O．2％、0．1％、0．1％时，平均晶粒尺寸分别为489rn、469m、49pa-n。TiB2的添加使合金热处理后的力学性能显著提高，但延伸率变化不大。当添加TiB2至0．7％时，合金硬度高达67．5HB。随着0．7叭％TiB

4、2和合金元素Ce、Ca、sr的复合添加，合金的硬度均有所提高，且当Ce、Ca、Sr添加量分别为0．2wt％、0．1wt％、0．1wt％，合金的硬度值达到最高，合金硬度最高可分别达到68．6、68．8、68．2。研究了合金在3．5％NaCl溶液中的腐蚀规律和腐蚀机理。结果表明，单独添加TiB2时合金的腐蚀性能得到显著改善。复合添加TiB2和Ce对AZ91D合金的耐蚀性有较强的改善作用，而碱土元素Ca、Sr的加入恶化了合金的耐腐蚀性能。Ce的加入产生腐蚀产物膜，净化了合金的熔炼过程都使得合金的耐蚀性进一步提高。而Ca和Sr的加入，降低了合金的腐蚀电位，

5、使得耐蚀性也降低。关键字：TiB2，AZ91D合金，粉末原位合成，晶粒细化，力学性能AbstractMagnesiumalloyshavegreatpredominancefortheapplicationsofaerospace，automobileandelectronicsduetotheirhighphysicalandmechanicalproperties．However,magnesiumalloysalsohassomeinherentproperties，suchashighbrittleness，lowstrength，poor

6、corrosionresistanceandhigh—temperatureperformanceandSOon．Researchshowsthat，itCaneffectivelyimprovethemechanicalpropertiesandformabilitythroughgrainrefinement．Thus，theresearchofmagnesiumalloysofgrainrefinementisattractingmoreandmorepeople’Sattention·FinephaseinterfaceMg—TiB2mas

7、teralloysweresuccessfullypreparedbypowderin—situsynthesisundernon—controllableatmosphere．Obtainingcertainpercent，particlesizeofTiB2inmasteralloyswerepossiblethroughchoosingappropriateparameters，suchasproportionandparticlesizeofreactants，reactiontemperatureandholdingtime．UsingX

8、RD(X—raydiffraction)，SEM(scanningelectronmicroscope)andEDS(en