镁合金的合金化及组织性能研究

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1、大连理]：大学硕士学位论文摘要镁合金具有低密度、高的比强度和比刚度、高阻尼、电磁屏蔽性良好及机械加工方便等优点，特别适用于轻质结构件。近年来，镁合金在航空、汽车和电子行业中的应用得到了长足发展。但是由于其塑性变形能力较差，因而在各个领域的应用上受到了一定的限制。目前，改善镁合金塑性变形能力，开发高强韧变形镁合金材料是高性能镁合金的主要研究方向。本文分别选取Mg-6A1和AZ31两种变形镁合金为基体，采用合金化的方法研究了不同含量ca元素对合金的组织和性能的影响，并探讨其化学成分，组织结构和力学性能变化之间的关系。利用金

2、相显微镜、扫描电镜、电子探针、x射线衍射仪等材料分析手段研究了Ca元素对Mg．6A1和AZ31合金显微组织的影响。研究结果表明：加入Ca元素后，两种合金中都产生了新的～2ca相，B-Mgl7A112相数量减少，合金晶粒被细化。Mg-6AI一3Ca的平均晶粒尺寸由Mg一6A1时的163．3／*m减4,N71．钆m；AZ31—1．54Ca的平均晶粒尺寸由的194．59m减小到63．49m。Ca元素对两种合金的细化效果可归结为：凝固过程中固／液界面富集的ca元素强烈阻碍了a．Mg晶粒的长大，ca元素在熔体中形成的高熔点初生触

3、2Ca相起到了非均质形核作用。对铸态合金的力学性能研究表明：少量钙元素的添加，可以提高Mg一6A1合金在室温下的抗拉强度，同时延伸率也得到提高，但是含钙量超过1％时，合金的抗拉强度和延伸率都下降；AZ31合金加入少量钙后，室温抗拉强度也得到～定提高，但是其延伸率下降。加大含钙量后，合金的力学性能也随着下降，但钙的加入明显提高了两种合金的显微硬度。本文还采用电磁一悬浮铸造技术，研究了zr对AZ31变形镁合会组织性能的影响，虽然zr的添加在一定程度上提高了合金的力学性能，但是由于实际加入量极其微少，还不能确定锆对AZ31合

4、金的细化及强化作用。关键词：变形镁合会；Ca：Zr；显微组织；力学性能镁合金的合金化及组织性能研究Researchongicrostructure，PropertiesandAIoyingofMagnesiumaIIoysAbstractMagnesiumalloysarequalifiedasidealmaterialsforlightweightconstructionsbecausetheyoffernumemusmeritsinphysical,mechanicalandcastingproperties：hi

5、ghspecificstrengthandstiffness，excellentcastability,lowdensity,highdampingcapacity，goodthermalandelectricalconductiviWetc．Inrecentyears,magnesiumalloyshavebeenwidelyusedasthelightstructurematerialsintheaerospace，automobileindustriesandelectronicindustry，Ontheoth

6、erhand,wroughtmagnesiumalloybasedOnmicrostmcturerefinementisthechieforientationenhancingthestrengthanddeformabilityofMgalloys．Inthispaper,grainrefinementofMg-6AIandA7_31alloysofMg-A1systemhavebeenstudied，andthereaseachfocused0ntheeffectsofsoluteelementCaonmicrns

7、tmctureandmechanicalpropertiesoftlleMg-AIbasedalloy．Therelationshipbetweenthechemicalcompositon，microstmcturesandmechanicalpropertiesofMg-AIbasedalloywerediscussedtoimprovetheirmechanicalproperties．1nbeinfluencesofCaonthemicrostructureofMg-6AlandAZ31alloyshavebe

8、eninvestigatedbyusingopticalmicroscope(oM)'scanningelectronmicroscope(sEM)，andX—RaydiffractionandSOon．TheresultsdemonstratethatCaelementcaIlformanewA12caphase，reducet