al2ca al4ce对mg审审al系镁合金晶粒细化的影响word格式论文.docxVIP

优秀毕业论文 精品参考文献资料 Effect of Al2Ca and Al4Ce on the Grain Refinement of Mg-Al Magnesium Alloys A Thesis submitted to Chongqing university in partial fulfillment of the Requirement for the Degreee of Master of Metallurgy Engineering By Xiong Shutao Supervised by Prof. Pan Fusheng Assistant Supervised by Prof. Jiang Bin Major: Materials Science and Engineering College of Material Science and Engineering of Chongqing University, Chongqing, China May, 2011 中文摘要 重庆大学硕士学位论文 I  PAGE 5 摘 要 铸态镁合金的晶粒粗大，影响了其性能的提高和后续的应用。因此，本文通 过添加合金元素，原位生成金属间化合物，并利用它们与镁基体间的晶体学关系 来异质形核细化镁合金的晶粒，优化铸态镁合金的性能。 本文采用金相分析（OM）、扫描电镜（SEM）、能谱分析（EDS）及 X 射线 衍射分析（XRD）等试验手段，研究了 Al/Ca 比、Al/Ce 比对镁合金铸态组织的影 响，初步探索了化合物的形成机制，取得以下研究结果： Mg-Al-0.5Ca 合金中 Al 含量在 0.5 ~ 2 wt%范围内时，随着 Al 含量的增大，晶 粒明显细化，由 420 μm 减小至 287 μm，Ca 含量较高时，Al2Ca 尺寸呈增大的趋 势，细化效果减弱；在 Mg-Al-1Ce 合金中 Al 含量在 0.2 ~ 2.5 wt%范围内变化时， 随着 Al 含量的增大，合金的晶粒尺寸先减小再增大最后又减小，Ce 含量较高时， Al4Ce 尺寸亦增大，细化效果减弱。 热力学计算认为：Al-Ca 的生成热小于 Mg-Ca 和 Mg-Al，故向 Mg-Ca 合金中 加入 Al 元素会优先形成 Al2Ca 金属间化合物；Al-Ce 的生成热小于 Mg-Ce 和 Mg-Al，在 Mg-Al-Ce 熔体中，元素 Al 优先与 Ce 元素形成金属间化合物 Al4Ce。 通过液态淬火试验，Al2Ca、Al4Ce 化合物存在于液相中，证实了热力学计算结果。 在 Mg-Al-Ca 合金中，随着 Al 含量的增加，第二相种类由 Al2Ca 和 Mg2Ca 转 变为 Al2Ca 和 Mg17Al12，其形状由颗粒状和杆状变成网状。Mg-Al-Ce 合金中，随 着 Al 含量的增加，第二相由 Mg12Ce、Mg17Ce2 和 Al4Ce 转变为 Mg17Al12 和 Al4Ce， 其形貌有颗粒状和杆状变成骨骼形网络状。 2 晶 体 学 计 算 结 果 认 为 ： Al2Ca 和 α-Mg 基 体 间 存 在 {10 1 0}Mg /{220}Al Ca [1120]Mg / [111]Al Ca 和{10 1 1}Mg /{311}Al Ca [1120]Mg / [112]Al Ca 两组位向关系，匹配度均小于 2 2 2 10%，Al2Ca 颗粒可作为镁合金的有效晶粒细化剂；Al4Ce 和 α-Mg 基体间两组位 向关系 {1 0 1 0 } / {1 1 2 [}1 1 2 0 ] / [ 1 1 1和]  {10 10} / {112}  [1120] / [110] 证明了 M g A4 l C e M g A4 l C e Mg Al4Ce Mg Al4Ce Al4Ce 的异质形核核心的作用。因此，在凝固过程中 Al2Ca 和 Al4Ce 可作为镁基体 的异质形核质点，细化铸态镁合金的晶粒。 关键词：Mg-Al-Ca 系镁合金；Mg-Al-Ce 系镁合金；第二相；组织；晶粒细化 英文摘要 重庆大学硕士学位论文 III  PAGE 7 ABSTRACT The coarse grains in as-cast magnesium alloys have great effect on the improvement of their performance and applications. Therefore, this article has been researched on generating the metallic compo