论文部分内容阅读
本文采用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)/能量散射光谱(EDS)以及拉伸性能测试等分析手段,通过不同变质剂、不同加入量对ZM-5合金显微组织和力学性能的研究,确定了各变质剂的最佳加入量范围。研究了MgCO3对ZM-5合金组织与性能的影响。结果表明,MgCO3明显细化了ZM-5合金的显微组织,平均晶粒尺寸由未变质的124μm减小到68μm。当MgCO3的加入量为0.3%左右时,其综合力学性能最佳,其中抗拉强度、屈服强度和伸长率分别比未变质的ZM-5合金提高了17.3%、32.8%和37.5%。研究了La2(CO3)3对ZM-5合金组织与性能的影响。结果表明,添加La2(CO3)3的ZM-5合金显微组织由基体α-Mg固溶体、β-Mg17Al12相、杆状的Al11La3相和块状的Al8LaMn4相组成,基体组织明显细化,同时平均晶粒尺寸由未变质的124μm减小到61μm;大部分镧与铝结合生成高熔点、高热稳定性的杆状稀土相(Al11La3),从而改善晶界相的分布。当加入0.7%左右的La2(CO3)3时,合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率均达到最大值,分别比未变质的ZM-5合金提高了19.5%、28.5%和75%。Al-Ti-C变质研究结果表明:(1)Al-8Ti-2C中间合金可细化ZM-5合金的组织,平均晶粒尺寸由未变质的124μm减小到89μm。当Al-8Ti-2C添加量大于0.3%时,细化作用减小。Al-8Ti-2C中间合金不仅对基体α-Mg有细化作用,还使β-Mg17Al12相由网状转变为粒状、短棒状。(2)Al-8Ti-2C中间合金细化ZM-5合金的机理是TiC颗粒成为α-Mg的形核核心,从而有效地细化了合金的组织。(3)当Al-8Ti-2C中间合金的加入量为0.3%左右时,合金的综合力学性能最好,其中抗拉强度和屈服强度分别比未变质的ZM-5合金提高了8.8%和24.2%,伸长率变化不大。Al-B-C变质研究结果表明:(1)当Al-0.5B-0.7C加入量为0.1%左右时细化效果最佳,平均晶粒尺寸由未变质的124μm细化到65μm,β相由粗大的不连续网状变的细小且分布趋于弥散。具有密排六方结构的高熔点化合物Al4C3是α-Mg良好的异质核心,大量异质结晶核心的存在是导致α-Mg晶粒细化的主要原因。(2)在最佳添加量时,合金的综合力学性能最好,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别比未变质的ZM-5合金提高了17.3%、27.9%和57.1%。