文档介绍：Coca-cola standardization office【ZZ5AB-ZZSYT-ZZ2C-ZZ682T-ZZT18】
镁合金铸态和挤压态组织观察实验指导书
镁合金铸态和挤压态组织观察的操作及组织观察
实验目的
掌握镁合金组织金相制作的方法
了解镁合金的显微组织特征
二、概述
镁合金的密度是钢的23％，铝的67％，塑料的170％，是金属结构材料中最轻的金属，镁合金的屈服强度与铝合金大体相当，只稍低于碳钢，是塑料的4~5倍，其弹性模量更远远高于塑料，是它的二十多倍，因此在相同的强度和刚度情况下，用镁合金做结构件可以大大减轻零件重量，这点对航空工业，汽车工业，手提电子器材均有重要意义。
镁合金是以金属镁为基，通过添加一些合金元素形成的合金系，通常可分为二元、三元及多组元系合金。二元系如Mg-Al，Mg-Zn，Mg-Mn，Mg-RE，Mg-Zr等；三元系如Mg-Al-Zn，Mg-Al-Si，Mg-Al-RE等；多元系如Mg-Th-Zn-Zr，Mg-Ag-Th-RE-Zr等。因为大多数合金含有不止一种合金元素，所以实际上为了分析问题方便，也为了简化和突出合金中最主要的合金元素****惯上依据镁与其中的一个主要合金元素，将其划分为二元合金系。
对于AZ31镁合金的腐蚀，早期的研究主要集中在合金元素对腐蚀性能的影响上。近几年来随着加工及表面处理技术的进步，合金耐蚀性的研究越来越集中在通过新型的加工技术（如快速凝固技术、半固态成型技术等）和表面处理技术（如化学转化、阳极氧化、微弧氧化等）来直接或间接的提高AZ31镁合金的耐蚀性能。总而言之提高合金耐蚀性的途径主要从以下几个方面入手：减少镁合金杂质含量，提高镁合金的纯度；采用快速凝固、热处理与合金化改性等方法细化合金组织，使成分均匀化。
因此，了解镁合金组织，对于提高镁合金质量、防止镁合金腐蚀有重要的意义。
三、铸态镁合金的组织
AZ31镁合金属于典型的亚共晶合金，其凝固区间约为60℃，铸造过程中凝固时间短，冷却速度快，因此无论采用何种方式，其凝固收缩均难以补偿，加之Al元素在镁合金中的扩散速度极慢，凝固过程十分复杂，而镁合金组成相的含量、分布、形态、成分等因素与合金的腐蚀性能密切相关。
图1为AZ31镁合金铸态XRD谱图。结合相图（图2）可得，AZ31镁合金相组成为α-Mg固溶体和β-Mg17Al12析出相。
图1 AZ31镁合金铸态XRD谱图
图2 镁铝合金二元平衡相图
图3(a)和 (b)为AZ31镁合金铸态经Acetic-picral浸蚀后的金相照片，可以看出，铸态组织内部晶粒大小不一，平均晶粒尺寸为90μm；在其晶界处某些部位能够观测到黑色的团聚物。经SEM观察发现，这些团聚物是由一些气孔和缩松构成。
b
a

(a) 铸态组织 (b) 晶界处黑色团聚物
图3 AZ31镁合金铸态组织；
四、挤压态镁合金的组织
对铸态组织进行热挤压处理，既能通过晶粒的充分细化来提高组织的成分均匀性，又能在挤压过程中消除组织的铸造缺陷，通过后续的热处理工艺还可以进一步抑制第二相的析出并使其弥散分布。
图4为棒材横向与纵向剖面示意图。图5(a)和5(b)为AZ31镁合金铸态在Acetic-picral浸蚀液