镁及镁合金的晶粒细化

叙述了镁及镁合金晶粒细化的几种方法，如熔剂处理法、熔体过热法、熔体搅拌法、合金化细化晶粒、固态变形处理、半固态成形及快速凝固工艺等。细化镁合金晶粒尺寸能显著提高其力学性能，这对推广镁合金的应用具有重要意义。     

镁合金铸态晶粒细化技术的研究进展

综述了熔体过热法、氯化铁法、碳质材料变质处理法、熔体搅拌法以及加Zr、Ca或Sr等镁合金铸态晶粒细化技术的研究现状和最新进展,重点分析了不同细化方法的工艺特点和细化机理,指出了镁合金铸态晶粒细化研究还存在的问题,并对今后的发展方向进行了展望.     

自孕育法制备AZ61镁合金的微观组织

采用AZ91D镁合金母液与纯Mg熔体混合的自孕育法制备AZ61镁合金半固态坯料,研究了液-液熔体混合和导流.器角度改变对AZ61镁合金组织的影响.试验结果表明:液-液混合熔体经导流器浇注到铸型中后,可以使AZ61镁合金组织明显细化.相比未混合制备的AZ61,熔体混合有利于能量起伏、结构起伏、浓度起伏,增加有效形核,使晶粒细化;经倾斜导流器激冷、冲刷进一步细化晶粒,同时熔体流经导流器产生的二次混合又促进了有效形核,使平均晶粒尺寸大幅减小(约50％).随导流器角度增加,组织有粗化的趋势,但影响不大.     

添加含碳熔剂细化镁合金晶粒的方法

提出了镁合金用粉末状晶粒细化剂加入的新方式-子母球混合粉压块加入法，以常用镁合金AZ31为基，将采用普通方式加入细化剂和采用子母球混合粉压块加入细化剂的镁合金微观组织进行了定量比较，并对熔炼时碳粉在熔体中的分散方式进行了简单的模拟，最后采用纯镁对该加入方式的有效性进行了进一步的验证，试验证明，该加入方式对以改善碳粉对镁及其合金的细化效果，并且操作简单易行。     

铝合金熔体处理技术

介绍了铝合金熔体中气体和非金属夹杂物的形成原因，综述了常用铝合金熔体净化技术的原理，阐述了铝合金变质和晶粒细化的机理，分析了常用变质剂和晶粒细化剂的特点。     

Al-5Zr-xB细化剂组织及对AZ91D合金的细化作用

采用KBF4和K2ZrF4混合粉末与铝熔体反应制备镁合金用Al-5Zr-xB细化剂,利用光学显微镜、X射线衍射仪和扫描电镜,研究了Al-5Zr-xB镁合金细化剂的显微组织及其对AZ91D镁合金的晶粒细化作用。结果表明,Al-5Zr-xB细化剂中含有大量细小均匀的ZrB2粒子,ZrB2粒子团聚分布在α-Al晶界上。细化剂中的B含量越高,ZrB2粒子的数量越多,晶粒细化能力越强。添加0.2%的Al-5Zr-1.8B细化剂,可使AZ91D镁合金中的α-Mg晶粒细化至120μm,抗拉强度和伸长率分别提高至213 MPa和4.95%,与未添加Al-5Zr-1.8B细化剂相比,AZ91D镁合金的晶粒平均直径下降了63.4%,抗拉强度和伸长率分别提高了15.1%和30.3%。     

镁合金细化剂Al-5Zr-1B合金的组织与细化性能

采用K2ZrF4和KBF4混合粉末与铝熔体直接反应制备镁合金晶粒细化剂Al-5Zr-1B合金,利用光学显微镜、X射线衍射仪和扫描电镜,研究了Al-5Zr-1B合金的显微组织及其对纯Mg和AZ31镁合金的晶粒细化作用。结果表明:Al-5Zr-1B合金中含有大量细小的ZrB2粒子,平均尺寸为0.2μm,ZrB2粒子作为异质形核核心使纯Mg和AZ31镁合金晶粒得到细化。随着Al-5Zr-1B合金添加量的增加,纯Mg和AZ31镁合金的晶粒尺寸逐渐减小。添加0.3%(质量分数)的Al-5Zr-1B合金,可使纯Mg晶粒从1400μm细化到120μm。添加0.6%的Al-5Zr-1B合金,可使AZ31镁合金晶粒从170μm细化到45μm。     

熔体过热处理对AZ91D镁合金组织与性能的影响

采用自制的电阻炉研究熔体过热温度对AZ91D镁合金凝固组织和力学性能的影响规律。结果表明:AZ91D镁合金的铸态组织随着熔体过热温度的提高由树枝晶形态向等轴晶转变,晶粒尺寸逐渐减小,超过850℃后晶粒尺寸变化不大。AZ91D镁合金的抗拉强度、条件屈服强度和伸长率均随熔体过热温度的提高呈先增大后减小的变化趋势,力学性能在850℃时达到最大值。DSC分析表明,提高熔体温度使凝固开始点温度降低,凝固区间缩小,临界晶核半径减小,增加了熔体中的过冷度,提高了熔体中非均匀形核率,是镁合金晶粒细化的主要原因。熔体过热温度的提高导致共晶温度提高,使共晶相粗大。     

Sr与电磁搅拌对AZ91D合金显微组织的影响

研究了AZ91D合金采用Sr对熔体处理和电磁搅拌后晶粒形貌和晶粒大小的变化.结果表明, Sr的加入使镁合金晶粒由500 μm减小到372 μm,但随含量的增加,细化效果并未进一步明显优化.同时,电磁搅拌后AZ91D晶粒变为更为均匀细小的类球状晶粒,晶粒大小可达到72 μm.从细化机制上分析,可知熔体处理与电磁搅拌的复合作用优于单纯的细化变质或电磁搅拌.     

超声处理对AZ31镁合金组织和性能的影响

通过在AZ31镁合金熔体中施加超声波,研究不同超声处理功率和施振时间对AZ31镁合金显微组织和性能的影响,探讨了超声波对AZ31镁合金晶粒细化的作用机理。结果表明,超声波在合金液中的各种效应能够使合金晶粒明显细化,晶粒尺寸均匀,提高了AZ31合金的力学性能。超声功率和施振时间都是影响合金组织和性能的重要因素,随着超声功率的提高,施振时间的延长,合金晶粒细化明显,抗拉强度提高,但当功率、时间达到一定程度时,晶粒细化趋势下降,抗拉强度下降。超声功率为600W,施振时间为100s时,晶粒尺寸、AZ31合金抗拉强度最佳。