论文部分内容阅读
论文以过共晶Mg-3.2Si合金为研究对象,采用不同配比的两种稀土(Er和Ce、Er和Gd)复合变质Mg-3.2Si母合金。探究了复合稀土变质对过共晶Mg-3.2Si合金组织与性能的影响规律,并探讨了变质机理。其次,对获得的最佳变质效果合金进行超声处理,进一步细化了过共晶Mg-3.2Si合金中的Mg2Si相,探究了超声处理对过共晶Mg-3.2Si合金中初生Mg2Si相和共晶Mg2Si相形貌与尺寸的变化规律,并探讨了超声处理对过共晶Mg-3.2Si合金显微组织和力学性能的影响机制。在过共晶Mg-3.2Si合金中添加复合稀土(Er和Ce)变质,得出结论:单独添加稀土Er,能有效地抑制凝固过程中初生Mg2Si相的生长。当稀土Er的添加量为0.6wt.%Er时,初生Mg2Si相的平均尺寸从150μm减小到40μm,其形态从粗大的树枝状变为不规则多面体形状,细化效果较佳。在最佳0.6wt.%Er变质基础上,添加1.0wt.%Ce时,可获得5~10μm大小的多面体或球状初生Mg2Si相,变质效果最佳。但是稀土(Er或Ce)添加过量,稀土对初生Mg2Si相均会产生过变质现象。并且,复合变质对过共晶Mg-3.2Si合金的抗拉强度与伸长率的影响也十分明显,当复合添加0.6wt.%Er和1.0wt.%Ce时,合金试样的抗拉强度σb与伸长率δ分别提升到127MPa和3.7%最大值。在过共晶Mg-3.2Si合金中添加复合稀土(Er和Gd)变质,得出结论:在最佳稀土0.6wt.%Er变质基础上,继续添加稀土Gd,可以有效抑制凝固过程中初生Mg2Si相的各向异性生长。当复合添加0.6wt.%Er和0.6wt.%Gd时,可获得10~25μm大小的多面体状初生Mg2Si相。但是,当稀土Gd继续增加,会产生过变质现象。并且,复合稀土(Er与Gd)对过共晶Mg-3.2Si合金的抗拉强度与伸长率的影响十分明显,当复合加入0.6wt.%Er和0.6wt.%Gd时,合金试样的抗拉强度σb与伸长率δ分别达到112 MPa和3.2%最大值。将最佳变质(Mg-3.2Si+0.6Er+1.0Ce)合金进行超声处理,得出结论:超声处理可以有效改变初生Mg2Si相的形状和尺寸,当作用功率超过900w时,可获得颗粒状的初生Mg2Si相,细化效果最佳。超声处理也可以有效改变共晶Mg2Si相的形状和尺寸,当作用功率达到1200w时,可获得小于10μm长度的纤维状共晶Mg2Si相,细化效果最佳。并且,超声处理对合金力学性能的影响显著,随着超声波作用功率的不断增加,抗拉强度和延伸率也不断提高,当超声波的作用功率达到1200w时,试样的抗拉强度σb和伸长率δ可达到158MPa和4.5%,分别提升约24.4%和21.6%。将最佳变质(Mg-3.2Si+0.6Er+0.6Gd)合金进行超声处理,得出结论:超声处理可以有效改变合金中初生Mg2Si相的形态和尺寸,当作用功率达到1200w时,可获得颗粒状的初生Mg2Si相,细化效果最佳。超声处理也可以有效改变合金中共晶Mg2Si相的形态和尺寸,当作用功率超过900w时,可获得5μm长度短棒状或纤维状的共晶Mg2Si相,细化效果最佳。并且,合金经过超声处理后,其抗拉强度与伸长率的提升均比较明显,当超声波的作用功率达到1200w时,试样的抗拉强度σb和伸长率δ可达到145MPa和4.1%,分别提升约29.5%和28.2%。