熔体过热处理对AZ91镁合金凝固组织和力学性能的影响

作     者：黄玉多 

作者单位：辽宁工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈淑英

授予年度：2013年

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：AZ91镁合金 锶变质 过热处理 晶粒细化 力学性能 

摘      要：为了提高AZ91镁合金的室温力学性能，本文利用自制的电阻炉对AZ91镁合金熔体进行熔体过热处理，通过金相显微镜、扫描电镜、洛氏硬度计、能谱分析仪、X射线衍射仪、电子万能试验机和Setaram综合热分析仪等设备研究熔体过热、熔体过热与微量Sr变质联合作用对AZ91镁合金凝固组织和力学性能的影响规律，获得最佳的处理工艺。研究结果表明： 随着熔体过热温度的提高，AZ91镁合金中α-Mg相由树枝晶转变为等轴晶，并且晶粒尺寸呈逐渐减小的变化趋势。熔体温度为850℃时，AZ91镁合金中等轴晶晶粒尺寸为90μm，AZ91+0.05%Sr镁合金的晶粒尺寸为66μm，即在相同的过热温度下，加Sr的AZ91合金比未加Sr的AZ91合金晶粒尺寸减小了26.7%。超过850℃后，AZ91和AZ91+0.05%Sr镁合金中等轴晶晶粒尺寸都略有减小，减小的幅度不大。随着过热温度的提高，Mg17Al12由连续的网状变成断续的板条状分布在晶界处，当熔体温度升高到900℃时，Mg17Al12相聚集长大，又呈连续的网状。 随着熔体过热温度的升高，AZ91和AZ91+0.05%Sr镁合金的抗拉强度、条件屈服强度、伸长率、抗压强度、硬度均呈先增大后减小的变化趋势。在相同的过热温度下，添加0.05%Sr的AZ91镁合金的力学性能优于未加Sr的AZ91镁合金。AZ91镁合金在熔体温度为850℃时综合力学性能最佳，抗拉强度、条件屈服强度、伸长率、抗压强度、硬度分别达到280MPa、137MPa、7.4%、370MPa和27.4HRB;添加0.05%Sr后AZ91镁合金在800℃综合力学性能即达到最佳，抗拉强度、条件屈服强度、伸长率、抗压强度、硬度分别达到292MPa、143MPa、8.6%、371MPa和36.3HRB，而国外压铸AZ91镁合金铸态抗拉强度和伸长率分别为250MPa和7%。 熔体过热处理能够细化镁合金的原因在于，随着熔体过热温度的提高，AZ91和AZ91+0.05%Sr镁合金的凝固开始温度逐渐降低，使形核过冷度增大，形核率增加。