【摘 要】
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铸态镁合金在凝固过程中由于成分偏析,最终凝固组织极不均匀,在晶界处析出连续网状的β-Mg17Al12相,制约了镁合金性能潜力的发挥。为此,本文选择了具有代表性的AZ91D镁合金铸锭,对其进行缓慢凝固处理、固溶时效处理和均匀化退火处理,利用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等观察合金的显微组织,利用X射线衍射仪、X射线能谱仪定性和定量地分析合金及微区成分,并对合金的布氏硬度、微区的显微硬度及抗拉伸、抗压缩性能等进行测试,对合金凝固过程和脱溶析出过程进行分析,探讨这三种方法对消除偏析β相,改善二次β相
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铸态镁合金在凝固过程中由于成分偏析,最终凝固组织极不均匀,在晶界处析出连续网状的β-Mg17Al12相,制约了镁合金性能潜力的发挥。为此,本文选择了具有代表性的AZ91D镁合金铸锭,对其进行缓慢凝固处理、固溶时效处理和均匀化退火处理,利用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等观察合金的显微组织,利用X射线衍射仪、X射线能谱仪定性和定量地分析合金及微区成分,并对合金的布氏硬度、微区的显微硬度及抗拉伸、抗压缩性能等进行测试,对合金凝固过程和脱溶析出过程进行分析,探讨这三种方法对消除偏析β相,改善二次β相的析出形态及力学性能的影响。 对AZ91D镁合金的铸锭组织观察和分析表明,β-Mg17Al12相以完全离异共晶、部分离异共晶、层片状及棒状共晶组织形态析出。铸态AZ91D经缓慢凝固处理后,β相由连续的网状分布逐渐变成断续的条块状分布,主要集中于晶界处。当凝固速度为0.0038K/s,组织中β相的体积分数由铸态的21.3％减少至2％,晶粒尺寸则由铸态的100μm增加到400μm,布氏硬度由铸态的67.5HB降低到40.7HB。 铸态AZ91D在380℃固溶处理50h,β相仍没能完全固溶入基体,而400℃、420℃和450℃时固溶,合金达到完全固溶的时间分别为24h、16h和4h,但450℃时合金组织在很短时间内即过分长大；固溶处理后冷水冷却时会发生淬裂。 铸态AZ91D经固溶处理后在200℃时效,在晶界及晶内先后出现了非连续脱溶和连续脱溶相,而在250℃时效处理时,合金中只出现非连续脱溶相；在200℃4h的时效组织中发现了无沉淀带：固溶过程均匀化程度对合金时效组织的影响重大。在420℃8h固溶后200℃时效处理,脱溶β相优先在未固溶的β相周围析出,此时析出相为近似平行分布的条状,而在420℃16h时,固溶程度提高,晶内析出相呈菱形片状较均匀地分布在基体中；对时效组织进行TEM观察发现了以前文献中没有提到的相互平行的层片状组织,该组平行的层片状组织沿基体的(2201)a面方向生长。
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