超高压下凝固Mg-Zn-Cu-Zr-Ca合金的组织细化与强化机制
TRANSACTIONS OF NONFERROUS METALS SOCIETY OF CHINA（2021）
摘要
在2～6 GPa下对Mg-Zn-Cu-Zr-Ca合金进行凝固.利用SEM和EBSD等分析手段研究高压凝固过程中Ca的分布及对合金凝固组织的影响,并采用压缩试验研究合金的力学性能.结果表明,与常规铸造合金中Ca多偏聚在枝晶间不同,高压凝固合金中Ca多固溶于基体中以及形成Mg2Ca质点相.Mg2Ca质点相为α-Mg晶体强有效的异质晶核,极大增加高压凝固过程总晶核数目并细化凝固组织,6 GPa下合金晶粒尺寸细化至22μm.由于枝晶间无Ca偏聚,更多的Zn固溶到基体中,导致晶间第二相由Zn/Mg比较高的MgZn相(常压)逐渐转变为Zn/Mg比较低的Mg7Zn3相,并且晶间第二相体积分数增加至22％.细晶强化、固溶强化以及弥散强化使6 GPa凝固的Mg-Zn-Cu-Zr-Ca合金强度高达520 MPa.
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关键词
high pressure solidification, Mg-Zn-Cu-Zr-Ca alloy, Mg2Ca particle, solution strengthening, grain refinement strengthening
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