ca、ce对mg6al06zn03mn合金铸态组织和力学性能的影响

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1、上海大学硕士学位论文摘要镁合金具有高的比强度、比刚度、良好的减振性、导热性和可切削加工性等优点，被称为21世纪最具应用潜力的“绿色”工程材料。但是现有镁合金有限的机械强度、较差的塑性变形能力限制了它的推广。实践证明，细小的晶粒能明显改善镁合金的塑性变形能力，提高其综合力学性能，因此研究一种实用有效的工艺来细化镁合金晶粒显得非常重要。本文采用负压吸铸成形铸件的方法，通过金相组织观察和拉伸力学性能测试，研究了Ca、Ce含量变化对Mg-6AI．0．6Zn-0．3Mn合金铸态组织和力学性能的影响规律。实验结果表明，Ca、Ce对该合金的铸态组织都有明显的细化效果：(1)当

2、Ca添加量在O～O．9％范围时，随着Ca含量的增加，晶粒尺寸逐渐减小；但当加入的Ca含量为0．3％时，力学性能最好，因为迸一步增加Ca含量，晶界上将出现新相A12Ca使力学性能有所恶化。(2)当Ce添加量在0～1．0％范围时，随着ce量的增加，枝晶愈见发达，枝晶臂缩颈现象加剧，其中断开呈细小棒状的晶粒逐渐增多；晶界上的p．M917A112相逐渐减少，但出现了新相AhCe：随着ce含量的增加，抗拉强度、屈服强度都明显提高，而延伸率有所降低。通过高温液淬实验和凝固冷却曲线测定，研究了Ca、Ce对Mg-6A1．0．6Zn-0．3Mn合金凝固过程的影响机理。结果表明，C

3、a加入该合金后，在凝固过程中富集于固液界面前沿，增大了界面前沿液相中的过冷度，促使了界面前沿液相中的异质形核，抑制了先析晶粒的长大：ce加入该合金后，在凝固过程中吸附于固液界面，降低了界面能，导致界面前沿液相中的过冷度减小，抑制了界面前沿液相中的异质形核；Ca或者ce的加入对镁合金凝固过程中二次枝晶的粗化均有阻碍作用，减小了a枝晶的二次枝晶间距。由于对Mg-6A1．0．6Zn．0．3Mn合金的凝固过程有着不同的影响机理，所以Ca含量的增加使得合金的凝固最快过冷度和枝晶相干过冷度略微增大，而ce含量的增加使得合金的凝固最快过冷和枝晶相干过冷明显减小。关键词：镁合金

4、，负压吸铸，力学性能，液淬，冷却曲线V上海大学硕士学位论文ABSTRACTAsamostpromisinggreenmaterialof21stcentury,magnesiumalloyspossessmanyadvantages，suchashighspecifictrength,excellentdampingcapacity,betterthermalconductivity,andgoodmachinability．Butpoorstrengthandplasticityofmagnesiumalloysrestrictitsapplicationto

5、manyfields，soitisveryimportanttofindaneffectivegrainrefiner．IIlthiswork,theinfluencesofCa,CeadditiononthemierostructureandmechanicalpropertyofMg-6A1—0．6Zn一0．3Mnalloysweresystematicallystudied，bynegativepressuresuctioncasting．TheresultsshowthatCaorCeadditioncanobviouslyrefinethemicros

6、tructureandeffectivelyincreasemechanicalproperties．(1)IntherangeofO一0．9wt％，increasingthecontentofCaadditionmakesthegrainsizegraduallydecrease．ButwhenCaadditionis0．3wt％．thesamplespossessthebestmechanicalproperty．BeyondthevalueofCaaddition，themechanicalpropertiesbecomeworse，becauseofap

7、pearanceofAl2Caphase．(2)WiththecontentofCeadditionincreasingintherangeofO一1．0wt％．thebranchesofgainsbecamemore,thelinkofthembecamethinner,andmorebranchesbrokeofftobesmallgrains．ContentofB-Mgl7All2phasedecreasesandanewphaseA14Ceappearsandincreases．Thetensilestrengthandvieldstrengthincr

8、ease，andthee