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Mg2Si/Al内生颗粒增强复合材料的研究进展
引用本文:王井玲,邢书明.Mg2Si/Al内生颗粒增强复合材料的研究进展[J].材料导报,2018,32(Z2):406-409, 434.
作者姓名:王井玲  邢书明
作者单位:北京交通大学机械与电子控制工程学院,北京 100044;天津职业技术师范大学机械工程学院,天津 300222,北京交通大学机械与电子控制工程学院,北京 100044
摘    要:根据铝与Mg2Si的共晶反应而制备的Mg2Si/Al内生颗粒增强复合材料具有密度小、热稳定性高、增强体分布均匀、切削加工性和成型性能良好等优点,受到了国内外的广泛关注。这一材料的关键问题在于其中的Mg2Si相为小晶面长大模式,尺寸粗大、形貌规则,导致复合材料脆性严重,通常情况下其伸长率不足1.5%。本文对这一材料的变质处理、材料体系、成型与制备技术三方面进行了综述。Mg2Si的变质与细化研究是这一领域最为活跃的方面,研究证明,几乎所有在铝合金中具有变质作用的元素对Mg2Si都有一定的变质作用,其中变质作用最为显著的是稀土元素、碱金属和碱土金属以及B、Sb、Ti、Mn、Ni等微合金化元素。Al/Mg2Si的形貌通过恰当的变质处理,铸态Mg2Si/Al内生颗粒增强复合材料的强度可以达到280 MPa,伸长率可以达到约4%,显著高于基体材料的铸造性能。材料体系的选择方面的研究比较薄弱,主要集中在铝镁硅合金系,Mg2Si含量以15%的近共晶成分为多,过共晶体系中Mg2Si含量最高也没有超过30%。材料成型与改性方面的研究也只是刚刚开始,这一材料无一例外都是凝固成型。研究发现,凝固前的熔体过热处理和搅拌等熔体预处理都可以改善Mg2Si的形貌和尺寸,粗大的初生Mg2Si的平均尺寸可以细化到约40 μm;低过热浇注及凝固过程加压和快冷可以显著改善Mg2Si的尺寸和形貌,在快速凝固条件下,Mg2Si将由小晶面长大模式转变为非小晶面连续长大模式;凝固后的热变形以及热处理也能显著改善其微观组织和性能。内生Mg2Si/Al复合材料的成型技术研究比较薄弱,其中,挤压铸造Mg2Si/Al复合材料具有突出的优势,挤压铸造的A380铝合金-Mg2Si复合材料,平均尺寸由75 μm降为30 μm,形状系数由0.77降为0.22。

关 键 词:Mg2Si/Al  复合材料  变质处理  挤压铸造  半固态

Progress of the Mg2Si/Al in Situ Particle Reinforced Composite
WANG Jingling and XING Shuming.Progress of the Mg2Si/Al in Situ Particle Reinforced Composite[J].Materials Review,2018,32(Z2):406-409, 434.
Authors:WANG Jingling and XING Shuming
Affiliation:School of Mechanical and Electronic Control Engineering, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044;School of Mechanical Engineering, Tianjin University of Technology and Education,Tianjin 300222 and School of Mechanical and Electronic Control Engineering, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044
Abstract:
Keywords:Mg2Si/Al  composites  modification treatment  squeeze casting  semi-solid process
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