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硅钙合金对AM60镁合金显微组织及性能的影响

张保丰

  镁合金具有密度低、比强度和比刚度高、阻尼性能好以及电磁屏蔽能力强等优点,近年来成为汽车和电子行业的重要轻质材料,被誉为21世纪最富于发展潜力的“绿色工程材料”。随着汽车轻量化的要求,越来越多的汽车零部件采用镁合金制造来减轻汽车自重,其中汽车轮毂对于汽车减重具有尤其重要的意义和效果,但轮毂的使用条件决定其必须同时具有较高的强度和韧性,目前的镁合金材料还达不到这方面的要求。AM60及AZ91镁合金是工业应用最为广泛的镁合金。AM60韧性较好,但强度有待进一步提高。提高镁合金的强韧性是拓展镁合金在汽车上的应用范围的一个重要方向。Si加入到镁合金中可以提高合金的流动性,而且形成具有高熔点、高硬度、低密度、高弹性模量和低热膨胀系数的Mg_2Si相。但Mg_2Si相往往形成粗大的汉字型,割裂基体,造成合金力学性能的下降。适当的Ca加入镁合金中可以细化晶粒,而且对Mg_2Si相可以起到变质作用,使粗大汉字型变成规则细小的多边形,从而起到弥散强化作用,提高合金的综合性能。由于Si和Ca的熔点较高,一般情况下用Al-Si、Al-Ca和Mg-Ca等中间合金引入Si和Ca元素,而直接向镁合金中添加硅钙合金的研究还未见报道,因此本文通过在AM60合金的基础上添加硅钙合金,来研究硅钙合金对AM60合金组织和性能的影响。本文添加不同量的硅钙合金配制了四种合金。应用光学显微镜(OM),X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)、带能谱分析(EDS)的扫描电子显微镜(SEM)等分析手段,通过对合金显微硬度、拉伸性能、冲击韧性、流动性、自腐蚀电位、极化曲线、失重腐蚀速率等性能的测试,较系统和深入地研究了硅钙合金对AM60合金组织及力学性能的影响及其作用机理。研究表明,硅钙合金加入AM60合金中后,直接形成了规则多边形Mg_2Si颗粒相,没有出现汉字型Mg_2Si,Al_8Mn_5相和硅钙合金中的CaSi_2相有效的充当了Mg_2Si相的异质形核核心。加入硅钙合金后,形成的Mg_2Si颗粒相对基体起到了弥散强化作用,细化了晶粒,使第二相β-Mg_(17)Al_(12)由半连续网状转变为弥散的颗粒状或岛状,显著改善了合金的显微组织。加入硅钙合金后合金的力学性能得到了一定程度的提高,当加入的Si含量为1.8%时,合金的显微硬度、抗拉强度、伸长率分别比原始合金提高了25%,……   
[关键词]:AM60镁合金;硅钙合金;显微组织;性能
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:郑州大学2006年
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