文档介绍：原文:Grain refinement of AZ31 magnesium alloy by Al-Ti-C-Y master alloy
利用AI-Ti-C-Y中间合金细化镁合金晶粒

摘要
Al-Ti-C-Y中间合金事先用SHS化和技术和熔炼铸造的方法处理。通过光学显微镜,X射线衍射仪,扫描电镜和电子色散谱仪,我们能够观察它的显微结构和晶粒细化效应。试验结果表明:由α-Al,TiAl3,TiC和Al3Y组成的中间合金对AZ31镁合金呈现出了良好的晶粒细化性能。%的中间合金后,α-Mg的晶粒形态由粗大的树枝状改变为细小的等轴晶粒状,同时,α-Mg的晶粒平均尺寸从原来的580μm减少到170μm。Al-Ti-C-Y中间合金对AZ31镁合金的晶粒细化作用主要是由于TiC颗粒的不均匀行核以及AI-Ti复合物或TiC在晶界上对晶粒生长的限制。
关键字:AI-Ti-C-Y中间合金;晶粒细化;AZ31镁;镁合金
概述
镁合金是目前商业应用中最轻的金属材料。它具有较高的比强度、比刚度以及良好的铸造、减震、切削加工和尺寸稳定性等性能,早已广泛应用于汽车、通讯、电子和航空航天等行业。而然,由于其封闭的六方型晶体结构和因结晶温度范围大,低导热性,大体积收缩率而易产生的铸造缺陷,如缩松,热裂,使得镁合金表现出了极低的塑形变形能力。晶粒细化技术,它可以改进铸模,改善晶粒形态和分布,最终提高镁合金的机械性能。从扩大镁合金的应用范围和生产高性能的镁合金铸件方面来说,它已经成为目前最重要的技术之一。因此,获得细化晶粒的镁合金具有重要的理论意义和实际价值。
最初,Al-Ti-C中间合金被用来作为铝及其合金的细化剂。由于TiC或Al4C3
可以作为α-Mg晶体的形核中心,而Al-Y化合物能够限制α-Mg晶体的生长,所以Al-Ti-C-Y中间合金也可以改善镁合金的性能。因此,它扩大了Al-Ti-C-Y中间合金的应用领域,并能提供挤压性能更好的细颗粒的镁合金。
本研究的目的是考察Al-Ti-C-Y中间合金对AZ31镁合金细化的影响。
1 实验
由于在足够的空间内粉末燃烧并放热,铝在其产生的高温内融化,通过这种快速反应,我们能在实验室制备新型的Al-Ti-C-Y中间合金。原材料为:商用纯铝(%纯度),钛粉(%纯度),石墨(%纯度),纯铝(%),钇(%纯度)和一些作为催化剂的成分。某一原子比一定的钛和石墨粉末混合约15%-25%(质量分数)的铝粉和钇粉,制成粉末混合物。经过充分混合,利用活塞将这些粉末压入圆柱瓶坯(直径20毫米,长度15毫米)。准备200g的商业纯铝熔体放入石墨坩埚内,并将其置于电磁炉,在760℃下保温。在800℃条件下,将铝液倒入一定数量的已准备好的瓶坯中。大约十分钟后,搅拌石墨与熔融铝15分钟,以促进TiC颗粒在熔融铝中的分布。熔体最终被挤压入模具,其尺寸为Φ40mm×100mm。
最初,采用镁(%纯度),铝(),锌(%纯度)为原料通过感应熔炼来制备AZ31镁合金,接着在730℃下加入Al-Ti-C-Y中间合金(0%,%,%,%质量分数),见表1。熔体保温30分钟后,最终倒入不同的模具以形成相关的样品。通过对Cu Kα的X射线衍射能辨别各个阶段。