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《綜述鎂合金晶粒細(xì)化研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、鎂合金晶粒細(xì)化研究進(jìn)展何柏林張志軍華東交通大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，江西南昌330013摘要：通過(guò)閱讀大量國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)，對(duì)鎂合金的晶粒細(xì)化的研究進(jìn)行了綜述。系統(tǒng)分析了鎂合金晶粒細(xì)化的各種方法（過(guò)熱處理法，碳質(zhì)孕育法，添加合金元素細(xì)化法，半固態(tài)成型法，固態(tài)成型法）及其機(jī)理。并討論了細(xì)化方法中存在的問(wèn)題，為鎂合金晶粒細(xì)化的進(jìn)一步研究提供一個(gè)參考。關(guān)鍵詞：鎂合金晶粒細(xì)化機(jī)理細(xì)化方法RecentDevelopmentofGrainRefiningTechnologiesforMagnesiumAlloysHEBolin,ZHANGZhijun(SchoolofMechanical?and?Electric
2、al?Engineering,EastChinaJiaotongUniversity,Nanchang330013)Abstract：Throughreadingamountsofdomesticandforeignliterature,Theresearchprogressofgrainrefinementofmagnesiumalloysarereviewed.ItissystematicallyanalysedthevariousmethodsandthemechanismofMgalloygrainrefinement.Likeoverheatingtreatmentmethod
3、,thecarboninoculationmethod,addingalloyingelementsmethod,semi-solidandsolidmoldingmethod.What’smore,theproblemsoftherefiningprocessarediscussed,whichcanbeareferenceforthefurtherresearchoftheMgalloysgrainrefinement.0引言最近一些年來(lái)，鎂合金及其應(yīng)用受到了越來(lái)越廣泛的關(guān)注。鎂合金具有一系列的優(yōu)點(diǎn)，例如比強(qiáng)度，比剛度高。減震性，抗輻射和抗屏蔽性能好，易回收，易切削加工等等[1]。因
4、此，由于其優(yōu)越的性能使得鎂合金在移動(dòng)通信，汽車，航空航天，國(guó)防軍工，電子電器等行業(yè)已有廣泛的應(yīng)用。另外，鎂合金密度約為1.75g/cm3~1.90g/cm3，約為鐵的1/4，鋁的2/3，這也符合人們?cè)絹?lái)越注重輕量化，綠色制造的要求，對(duì)緩解能源緊張，減輕環(huán)境惡化也有一定的價(jià)值。雖然鎂合金具有這么多的優(yōu)點(diǎn)，但目前鎂合金在工程中的應(yīng)用并沒(méi)有鐵和鋁的多。其原因是一方面因?yàn)殒V及其合金具有密排六方結(jié)構(gòu)（HCP），其塑性成形能力并不是很好；另一方面是鎂合金的結(jié)晶溫度范圍較寬、熱導(dǎo)率較低、體收縮率較大,故鎂合金具有明顯晶粒粗化傾向,易產(chǎn)生縮松、熱裂缺陷，使得強(qiáng)度不能完全達(dá)到所要求的那樣。根據(jù)Hall-P
5、etch公式σs=σ0+Kd1/2[2]，細(xì)化晶粒有利于提高合金的強(qiáng)度，并且也能增加合金的塑性成形能力。因此，為了改善鎂合金的強(qiáng)韌性，細(xì)化晶粒是目前最主要的方法。近年來(lái)，對(duì)鎂合金晶粒細(xì)化的研究也比較多，鎂合金晶粒細(xì)化的方法及其機(jī)理也討論得比較廣泛，通過(guò)大量閱讀國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)，本文總結(jié)了鎂合金晶粒細(xì)化的方法及其機(jī)理，并指出了工藝方法中存在的問(wèn)題以及發(fā)展前景。1鎂合金晶粒細(xì)化機(jī)理的理論研究根據(jù)Hall-Petch公式，細(xì)化晶粒有助于提高合金的強(qiáng)韌性。而晶粒細(xì)化的方法有很多種，其細(xì)化機(jī)理也有很大的差異。在液態(tài)成型工藝中，其細(xì)化機(jī)理主要是提高形核率和抑制晶粒長(zhǎng)大來(lái)達(dá)到目的。在固態(tài)成形中，主要是通過(guò)極
6、大的塑性變形來(lái)使得晶粒細(xì)化。在液態(tài)成型工藝中，晶粒度的大小與晶粒的形核與長(zhǎng)大有關(guān)。因此通過(guò)提高合金凝固過(guò)程中的形核率以及阻礙晶粒的長(zhǎng)大都能夠使得晶粒細(xì)小。合金凝固過(guò)程一般都是異質(zhì)形核，因此，找到良好的形核劑顯得至為重要。近年來(lái)，Mg合金晶粒細(xì)化理論進(jìn)展主要體現(xiàn)在邊-邊匹(E2EM)[3,4]在鎂合金中的有效運(yùn)用和“相互依存理論”(Interdependencetheory)[5,6]的建立。1.1邊邊匹配模型：用于檢測(cè)兩相間界面實(shí)際的原子匹配情況，從而找到鎂合金異質(zhì)形核的可能顆粒。它通過(guò)晶體結(jié)構(gòu)，晶格常數(shù)和原子位置的有關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)兩相間取向關(guān)系進(jìn)行計(jì)算。為了獲得較好的匹配關(guān)系，原子在沿著密排
7、晶向和次密排晶向的錯(cuò)配度必須小于10%，當(dāng)錯(cuò)配度小于6%時(shí)，則該顆粒是鎂合金的良好異質(zhì)形核核心。介于6%～10%時(shí)，該顆粒仍然可能作為形核質(zhì)點(diǎn)，但形核作用會(huì)減弱。1.2相互依存理論：相互依存理論主要是由Maqian和D.H.StJohn等[5,6]人提出和發(fā)展的。晶粒的形成包括晶粒形核與晶粒長(zhǎng)大兩個(gè)過(guò)程。晶粒尺寸則是兩個(gè)過(guò)程共同作用的結(jié)果。在凝固過(guò)程中，先形核晶粒為后形核晶粒提供所需的成分過(guò)冷，從而影響合金凝固平均晶粒尺寸。D.H.
