细晶中间合金对AZ91D组织和性能的影响

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1、分类号：TG146.2+2密级：UDC：620编号：201421803010河北工业大学硕士学位论文细晶中间合金对AZ91D组织和性能的影响论文作者：王拓学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：材料加工工程指导教师：董天顺职称：副教授资助基金项目：河北省高等学校科学技术研究项目(NO.ZD2014040)DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofMaterialsProcessingEngineeringEFFECTOFFINE-GRAINEDMASTERAL

2、LOYONMICROSTRUCTUREANDMECHANICALPROPERTIESOFAZ91DbyWangTuoSupervisor:Ass.Prof.DongTianshunMay2017ThisworksupportedbytheScienceandTechnologyResearchProjectofHebeiProvince.No.ZD2014040.摘要本文以细晶中间合金和AZ91D为研究对象。以此为基础，主要制备出了细晶Al-Sr、细晶Mg-Ce、细晶Mg-Al-Ti-C三种中间合金，并进行了组织分析；然后分别采用三种细晶中间合金对AZ91

3、D进行处理，研究中间合金加入量和AZ91D组织和性能的关系，得出最适宜加入量，并深入探讨了细晶中间合金对AZ91D的作用机理；在此基础上，初步探究了细晶Mg-Ce与细晶Mg-Al-Ti-C协同处理对AZ91D组织和性能的影响。研究结果表明：(1)经过铜模喷铸，得到细晶Al-Sr中间合金，与铜模喷铸前相比，其第二相Al4Sr的平均尺寸显著下降，且分布更为均匀弥散。细晶Al-Sr的熔点更低，且熔化更为迅速。粗晶和细晶Al-Sr中间合金对AZ91D的变质效果均随加入量的增加而先增强后减弱，当加入量为0.7%时，变质效果最好。相比而言，细晶Al-Sr中间合金的变质

4、效果优于粗晶Al-Sr中间合金，0.7%细晶Al-Sr变质的AZ91D与0.7%粗晶Al-Sr变质的AZ91D相比，抗拉强度提高8.4%，断后伸长率提高11.3%，维氏硬度提高9.8%，腐蚀速率降低16.25%。(2)经过铜模喷铸，获得了细晶Mg-Ce中间合金，其中Mg12Ce相的平均尺寸大幅下降，组织显著细化。采用粗晶或者细晶Mg-Ce中间合金均能有效地改善AZ91D的组织并提高其力学性能。但是相比而言，细晶Mg-Ce的变质效果要优于粗晶Mg-Ce，采用0.9%Ce细晶Mg-Ce中间合金变质的AZ91D相较于0.9%Ce粗晶Mg-Ce中间合金变质的AZ9

5、1D，性能更好，抗拉强度提高5.23%，延伸率提高15.14%，维氏硬度提高6.92%，腐蚀速率降低44.62%。此外，细晶Mg-Ce的变质效果好于细晶Al-Sr。(3)分别采用原位自生法和两步法制备得到了Mg-Al-Ti-C中间合金。但是，原位自生法制备的中间合金中TiC大量团聚在一起，而两步法则不存在此问题。随后在两步法的基础上，通过铜模喷铸法制备出了TiC均匀弥散的细晶Mg-Al-Ti-C中间合金。随着细晶Mg-Al-Ti-C加入量的增加，AZ91D的抗拉强度和维氏硬度均呈现先增高后降低的趋势，其中以2vol%TiC-AZ91D为最高，而延伸率则随着

6、中间合金加入量的增加一直降低。(4)采用2vol%TiC和0.9%Ce细晶Mg-Ce中间合金协同处理的AZ91D，延伸率介于2vol%TiC-AZ91D与0.9%Ce细晶Mg-Ce变质的AZ91D之间，抗拉强度与维氏均高于两者，腐蚀速率低于AZ91D，高于0.9%Ce细晶Mg-Ce变质的AZ91D。关键字：细晶中间合金AZ91D组织性能IABSTRACTInthispaper,fine-grainedmasteralloysandAZ91Dwerestudied.Onthisbasis,thefine-grainedAl-Sr,fine-grainedMg

7、-Ceandfine-grainedMg-Al-Ti-Cmasteralloyswereprepared,andtheirmicrostructurewasanalyzed.Threekindsoffine-grainedmasteralloywereusedonAZ91Drespectively,tostudytherelationshipbetweenamountofmasteralloyadditionwithmicrostructureandpropertiesofAZ91Dandobtainthemostsuitableamountofaddit

8、ion.Meanwhile,themechanismofactio