含Si鎂合金顯微組織優(yōu)化的研究.pdf

1、鎂合金具有密度小、比強度和比剛度高、阻尼減震性能好、抗電磁干擾屏障能力強以及易于機械加工等優(yōu)點，在航空航天、電子和汽車制造等行業(yè)中具有廣闊的應(yīng)用前景。但是鎂合金的強度和硬度低，抗磨損性能差。通過原位反應(yīng)生成Mg2Si增強相制備的Mg2Si/Mg基合金大大改善了以上缺點。然而，原位自生的Mg2Si一般以漢字狀或樹枝狀存在于鎂合金基體中，大大影響了它的增強效果。本文在分析了Mg2Si增強相原位形成過程的基礎(chǔ)上，研究了鎂合金中Si含量對原位自

2、生Mg2Si/Mg基合金組織結(jié)構(gòu)的影響，并研究了稀土變質(zhì)、固溶和時效處理、高低溫熔體混合對合金中Mg2Si相的組織和形貌的影響，考察了制備的Mg2Si/Mg基合金的硬度和耐磨性能。研究結(jié)果表明：
　　利用原位反應(yīng)制得了Mg2Si/Mg-Al合金，生成的Mg2Si相呈樹枝狀或漢字狀分布于晶內(nèi)和晶界處，隨著Si含量的增加，樹枝狀Mg2Si逐漸長大變粗。
　　稀土Y和La的加入能夠細化初生Mg2Si相，改善Mg2Si初生相與共晶相

3、的形貌與分布，使初生Mg2Si棱角得到一定程度的圓整，抑制了Mg2Si共晶纖維結(jié)構(gòu)的形成。La對合金中Mg2Si形貌的作用效果比Y好，La能完全變質(zhì)初晶Mg2Si的形態(tài)，而Y變質(zhì)不完全，Mg2Si仍為不規(guī)則的多邊形狀。當(dāng)稀土Y或La含量達0.7％的時候，合金組織細化效果最好。
　　經(jīng)固溶處理后，β-Mg17Al12相溶解到α-Mg基體中，塊狀和粗大棱狀枝晶Mg2Si逐漸粒化，Mg2Si相的尺寸達到10-20μm。時效處理后，β-M

4、g17Al12相又重新在基體中析出，形態(tài)則由顆粒狀、塊狀與胞狀共存到向晶內(nèi)蔓延的胞狀組織，而Mg2Si的形貌和分布基本上不變。
　　高低溫熔體混合制備的Mg2Si/Mg-Al合金中粗大的樹枝狀Mg2Si相得到明顯的細化，Mg2Si相的形貌由樹枝狀變?yōu)椴灰?guī)則的多邊形或顆粒狀，其尺寸為10μm左右。
　　加入Si后，由于生成了高硬度的Mg2Si相，使合金的力學(xué)性能顯著提高。稀土變質(zhì)、熱處理、高低溫熔體混合處理改善了Mg2Si的形