【摘 要】
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铝/镁双合金可以实现两种合金性能的互补,更好地满足工业上对轻量化的要求。但Al/Mg双合金结合界面脆性相较多,严重削弱了Al/Mg双合金的结合性能。振动被认为是减少Al/Mg双合金脆性相的有效方法,因此,本文将机械振动施加于消失模铸造Al/Mg双合金工艺过程,系统地研究了不同振动参数（振动时间、振动频率和振动加速度）对消失模铸造A356/AZ91D双合金的组织和性能的影响;在此基础上,选取较优振动
【基金项目】
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国家自然科学基金面上项目:嵌体表面预处理下振动辅助消失模铸造镁/铝双金属界面行为及调控机制（52075198）；
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铝/镁双合金可以实现两种合金性能的互补,更好地满足工业上对轻量化的要求。但Al/Mg双合金结合界面脆性相较多,严重削弱了Al/Mg双合金的结合性能。振动被认为是减少Al/Mg双合金脆性相的有效方法,因此,本文将机械振动施加于消失模铸造Al/Mg双合金工艺过程,系统地研究了不同振动参数（振动时间、振动频率和振动加速度）对消失模铸造A356/AZ91D双合金的组织和性能的影响;在此基础上,选取较优振动工艺窗口验证了其对消失模铸造Al-18Si/AZ91D双合金的影响,并与A356/AZ91D双合金材料的组织性能进行了对比分析。主要研究工作如下:研究了振动对消失模铸造A356/AZ91D双合金组织和性能的影响规律。振动促进了熔体中的强制对流换热,导致IMCs层厚度减小,从而消减脆性相。振动时间达到300 s之后相变反应结束,获得的双合金样品的IMCs层厚度从861.4μm减小为682.3μm,剪切性能从31.46 MPa提升到47.49 MPa;振动频率越大,凝固过程的冷却速率越大,当振动频率为50 Hz时,降温阶段的平均冷却速率由0.472℃/s增加到0.699℃/s;振动加速度越大,振动冲击力越大,振动加速度为0.9 g时,Al12Mg17层和Al3Mg2层的Mg2Si相尺寸分别由4.66μm和4.34μm减小到3.33μm和1.84μm。在以上基础上,研究了振动对消失模铸造Al-18Si/AZ91D双合金界面组织的影响。施加振动之后,Al-18Si/AZ91D双合金结合界面的IMCs层厚度由715.7μm减小到575.4μm,脆性相的数量随之而减少。此外,振动还促进了Al-18Si/AZ91D双合金界面元素的扩散。Al-18Si/AZ91D双合金的平均剪切强度从49.7 MPa提升到65.2MPa,其力学性能的提高主要来自三个方面的影响:首先,振动减少了界面厚度,消减了界面脆性相;其次,振动消除了Al3Mg2层存在的粗大初晶Si,将其转化为更细小的Mg2Si,并促进了Mg2Si相的细化与分散,这与振动对A356/AZ91D双合金的影响一致,在此基础上,由于高Si含量的影响,施加振动对Al-18Si/AZ91D表现出更明显的破除氧化膜的作用,这有利于减少界面缺陷,提升双合金性能。
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