半固态成形用mg20al08zn镁合金的细化研究

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1、硕T’’≯f_论史摘要Mg．20A1．0．8Zn镁合金是在研究AZ91D镁合金半固态等温热处理演变机理的基础上开发出来的。前期研究显示，Mg．20AI．0．8Zn镁合金表现出较好的半固态特性。为了进一步提高该合金半固态的流变性，本课题采取细化半固态非枝晶组织的方法，选取了Sb作为变质剂，优化了Sb变质Mg．20AI．0．8Zn镁合金的工艺参数，并分析了Sb在半固态等温热处理过程中对Mg一20AI．0．8Zn镁合金半固态浆料组织的影响。实验结果表明，Sb含量为0．75％，变质温度为780℃，浇注温度为700℃时，Sb对Mg．20A1．0．8Zn镁合金

2、变质细化效果最为明显，初生晶尺寸85lam。这主要是因为Sb加入熔体后生成M93Sb2相，该相不仅作为晶核，为合金提供了异质形核核心，增加了合金的形核率，而且在晶粒长大的过程中，聚集在固／液界面前沿，成为晶粒长大的阻力，进一步细化了晶粒。对比研究了Mg．20A1．0．8Zn镁合金变质前后的半固态等温热处理的组织。在485℃进行半固态等温热处理时，合金开始获得球状组织的时间由变质前的120min降为30min，半固态浆料中球状组织大小由变质前103gm降为59]am，球状组织持续时间增；0nN75min。这主要是因为半固态浆料中的M93Sb2相聚集在

3、固／液界面前沿，抑制了球状组织的生长。为了适应压铸成形，对压铸坯料进行了等温热处理校定，采用两步式加热法，即先在535℃保温30min，然后降温至485℃保温100min，结果表明可以获得相同效果的半固态浆料组织。对经O．75％Sb变质后Mg．20A1—0．8Zn镁合金进行了液态与半固态压铸成形实验，并结合实验结果进行了对比分析。实验结果表明，液态压铸抗拉强度为198MPa，硬度l14HBS；半固态压铸抗拉强度为176MPa，硬度124HBS。断口扫描后显示两者均为脆性断裂。关键词：镁合金；Sb；半固态；等温热处理；压铸；细化十m志JJkl肜丌】＼

4、19一20AI一08Zn{．一y-／、，命的卸f’化研宄：AbstractMg一20AI一0．8Znisdevelopedonthebasisofit，whichisstudyontheevolutionmechanismofsemi-solidisothermalheattreatmentofAZ91Dmagnesiumalloy．EarlystudieshaveshownthatMg-20AI一0．8Znmagnesiumalloyhavegoodcharacteristicsofsemi—solid．Inordertoimprovetherh

5、eologicofsemi—solidalloy,refinementmethodwasselected．ChoseSbasmodificator,optimizedprocessingparameterofSbrefineMg-20Al-0．8Znmagnesiumalloy,andanalyzedtheeffectsofSbmodificationonsemi-solidmicrostructureofMg一20A1-0．8Znmagnesiumalloyinsemi-solidisothermalheattreatment．Theexperi

6、mentalresultsshowthat，theeffectsofSbmodificationonmicrostructureofMg-20AI一0．8ZnmagnesiumalloyisobviouslywithSbcontentof0．75％．metamorphictemperatureis780。Candpoutingtemperatureis700。C，andthesizeofPrimarycrystalis85p．m．ThisismainlybecausethemeltproductM93Sb2phaseafterSbadded．Thi

7、sphaseprovidethecoreoftheheterogeneousnucleationforMg-20AI一0．8Znmagnesiumalloy，increasedthenucleationrateofalloy,andgatheredatthesolid／liquidinterfacefronttoresistgraingrowth，furtherrefinethegrains．ComparativeStudiedonthesemi-solidisothermalheattreatmentprocessofmodificationon

8、Mg-20AI-0．8Znmagnesiumalloybeforeandafter．Thetemperatureofthe