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AZ61镁合金精炼工艺研究

朱学谨  
【摘要】:镁合金具有密度小、质量轻,比强度、比刚度高,散热性、减震性好,再回收利用方便等特点,使其广泛应用于航空航天、交通运输、武器、3C产品等领域,而且目前各国也在加大力度研究经济有效的镁合金提纯方法以显著提高镁合金的各项性能,促进其推广应用。本文针对镁合金生产目前主要存在气孔、夹杂等问题,通过实验室现有设备并自制浇铸模具浇铸成形,进行了吹Ar精炼AZ61镁合金的水模拟及实验研究和C2Cl6变质精炼AZ61镁合金的研究。铸坯去皮后利用六辊轧机轧制并于350℃快速退火及均匀退火,探究不同工艺去除镁合金夹杂的效果以及对力学性能的影响。研究结果如下:(1)在吹Ar方式、气体流量及喷头离底间隙三因素中离底间隙对于混匀时间的影响最小,且气体流量相同时,三通连接两吹喷管吹Ar比其他方式更有利于液面平稳。(2)SF6+Ar混合气体保护熔炼AZ61镁合金,效果良好,夹杂尺寸均在50μm以下,吹Ar及C2Cl6净化去除夹杂效果明显,最佳实验组合金夹杂物含量由净化前的1.37%分别降至0.58%、0.53%。(3)凝固过快会在合金中形成形状各异、大小不等的镁铝析出相,而且大多以群体形式出现,且基体均有不同程度的氧化。(4)吹Ar对减少析出相没有作用,C2Cl6可有效减少析出相,0.2%C2Cl6分三次加入熔体底部实验组,合金中析出相面积率由变质前的8.34%降至0.46%。(5)轧制、快速退火及均匀退火前后各组实验合金中夹杂种类、尺寸均无变化,说明轧制及退火处理对减少夹杂物及降低夹杂尺寸没有任何作用。(6)净化后合金延伸率明显增强,最佳吹Ar、C2Cl6组合金延伸率由净化前的4.02%,分别提高至7.09%、7.02%。(7)退火后合金中的析出相变得更加细小、均匀,产生弥散强化作用,这可能是退火后部分实验合金抗拉强度优于退火前的原因。(8)高温拉伸的升温过程相当于短时退火,使析出相变得细小、均匀,产生弥散强化效应,以致部分实验合金的抗拉强度250℃大于175℃。


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