Al-La化合物对铸态Mg-Al合金晶粒细化的影响

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稀土元素的添加可以有效地细化铸态Mg-Al的晶粒组织，但以往的稀土元素多以混合稀土的形式添加，单一的稀土元素在镁合金当中所起的作用没有明确定论。因此，本文选取稀土元素La，添加到Mg-Al合金当中原位生成金属间化合物，研究了Al-La化合物对Mg-Al合金晶粒细化的影响，并对合金化合物的热力学形成机制进行了初步探索。制备了挤压态Mg-Al-La中间合金，将其添加进AZ31合金中，研究其对AZ31的显微组织的影响。主要研究结果如下：
　　单一La元素的添加可以细化纯镁的铸态晶粒，这主要是由于在凝固过程中La成分过冷所起的作用。复合添加Al、La两种元素到Mg-Al合金当中的细化效果与元素含量的多少有很大关系。当Al、La元素含量相对较低时，如在Mg-xAl-0.8La合金中，随着合金元素含量的增多，晶粒细化效果显著；Mg-xAl-1.5La合金中，最终细化效果不明显；在Mg-xAl-3.5La合金中，随着合金元素含量的增多，反而出现晶粒的粗化。晶粒的大小是由合金元素的成分过冷与合金化合物的含量和尺寸影响共同决定的。
　　在本文的所有Mg-Al-La合金系列当中，随着Al含量的增加，合金中的第二相由Mg17La2，转变为Al2La、Al2.12La0.88、Al11La3、Mg17Al12等，Al-La化合物形态从细小的颗粒状，小棒状，小针状变为骨骼状，网络状以及粗大针状。
　　热力学计算认为，Al-La化合物的生成热小于Mg-La和Mg-Al，故Mg-Al-La合金中通常会优先生成Al-La化合物，通过铜模淬火试验，证实了Al-La化合物确实存在于合金的凝固初期中，证实了热力学计算结果。
　　通过热挤压变形，Mg-Al-La中间合金中的第二相种类没有改变，而形貌由铸态时的粗大且呈网状分布转变为细小且弥散地分布。适量的挤压态Mg-Al-La中间合金可以较好地细化铸态AZ31的晶粒，随着中间合金的添加量的逐渐增多，AZ31的平均晶粒尺寸呈现出先增大后减小最后又增大的趋势，当中间合金的添加量为20％，即(Al+La)元素的绝对量为1.10%时，晶粒细化效果最显著。

著录项

作者
黄小勇;
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作者单位

重庆大学;

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授予单位重庆大学;
学科材料科学与工程
授予学位硕士
导师姓名蒋斌;
年度 2013
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类 TG146.22;
关键词
Al-La化合物; Mg-Al合金; 晶粒细化; 显微组织; 热力学形成;

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