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快速凝固/粉末冶金技术是一种新型的金属材料制备技术,该技术能够显著细化晶粒,大幅度提高传统材料的性能。它的产生为高性能镁合金结构材料的研制开拓了广阔的前景。本研究采用双辊快淬技术制备Mg-Al-Zn镁合金薄带。通过理论分析与实验,得出了一套有效的Mg-Al-Zn合金熔炼方法。通过正交试验分析双辊转速、喷嘴孔径、氩气压力及喷铸高度等工艺因素对薄带形貌、显微组织及性能的影响,得到了一组可获得优良组织性能薄带的工艺参数,并分析了AZ31与AZ91镁合金薄带在不同退火条件下的性能变化。
在甩带工艺的研究中,发现辊速对薄带的厚度、组织及性能有决定性的影响,随着辊速的提高,薄带厚度减小、晶粒细化、显微硬度提高。
在辊速为1200rpm、喷嘴孔径为Φ1mm、氩气压力为0.08MPa、喷铸高度为100mm的优化工艺条件下,获得的带材厚度约为0.13 mm,其金相组织在厚度方向具有明显对称性,由表层到中心依次为细小等轴晶、破碎的枝晶和等轴晶,晶粒尺寸约为2~5μm,在此工艺条件下制备的AZ31薄带与AZ91薄带的显微硬度分别为105Hv和113Hv。
在AZ31与AZ91薄带在不同退火态组织与性能的研究中,发现对于AZ31薄带,在150℃温度下退火3h后,其显微组织中析出大量的Mg17Al12相,此时显微硬度出现最大值120Hv,而晶粒尺寸与退火前基本相同;对于AZ91薄带,在200℃温度下退火3h后,其显微组织中析出大量的Mg17Al12相,此时显微硬度出现最大值134Hv,而晶粒尺寸与退火前基本相同。