【摘 要】
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本文通过振动复合浇铸法成功制备了 Cp/AZ91D镁基复合材料。前期通过机械振动方法,对制备铸态AZ91D通过改变振动频率以及模具温度参数进行优化,研究不同振动频率以及模具温度对AZ91D显微组织与力学性能的影响得出最佳参数。随后将此参数运用到Cp/AZ91D镁基复合材料的制备上,成功获得Cp弥散分布的Cp/AZ91D镁基复合材料。研究不同工艺条件下Cp/AZ91D中Cp的分布方式,以及Cp/AZ
【基金项目】
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国家自然科学基金青年基金（No.51804190）；
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本文通过振动复合浇铸法成功制备了 Cp/AZ91D镁基复合材料。前期通过机械振动方法,对制备铸态AZ91D通过改变振动频率以及模具温度参数进行优化,研究不同振动频率以及模具温度对AZ91D显微组织与力学性能的影响得出最佳参数。随后将此参数运用到Cp/AZ91D镁基复合材料的制备上,成功获得Cp弥散分布的Cp/AZ91D镁基复合材料。研究不同工艺条件下Cp/AZ91D中Cp的分布方式,以及Cp/AZ91D凝固过程与机理;研究了保温温度保温时间对Cp/AZ91D半固态组织影响;研究了保温温度与保温时间对触变成形Cp/AZ91D组织与拉伸性能的影响。（1）通过研究不同振动频率、模具温度参数对铸态AZ91D的影响得到最佳铸造工艺:振动频率为16.7Hz,模具温度为25℃。振动频率在0—16.7Hz的过程中,随着振动频率增加能显著降低晶粒大小从而提高材料性能;当振动频率过高时一方面会有卷气等因素造成缺陷增多,另一方面由于振动频率过高会造成晶粒拟合从而使晶粒尺寸增大,材料性能下降。随着模具温度的升高,虽然会延缓凝固速率有利于振动效果的充分发挥,但是随模具温度上升会导致β-Mg17Al12脆性相的大量生成从而导致材料性能下降。（2）通过研究不同保温温度、保温时间参数对半固态Cp/AZ91D组织的影响,得到最佳半固态工艺:保温温度600℃,保温时间1h。随着保温温度的提高或保温时间的延长材料的液相含量逐渐变多,材料晶粒内黑色点状相逐渐增多,球化效果逐渐明显,但是较高的保温温度或较长的保温时间均会导致材料液相含量过多,粗化效果逐渐明显。产生这些现象的根本原因为原子扩散能力会随着温度上升而上升。当保温温度600℃、保温时间1h可得到最佳半固态组织。将试样继续进行触变成型实验后亦得出在保温温度600℃、保温时间1h所得材料性能最佳,抗拉强度为307MPa、延伸率为14.9%。随保温温度上升、保温时间的延长材料的抗拉强度先增高后降低,材料的延伸率也呈现先增高后降低的趋势。（3）对比重力铸造Cp/AZ91D复合材料、振动复合铸造Cp/AZ91D复合材料、触变成形Cp/AZ91D复合材料。对比不同制备复合材料工艺,普通重力铸造Cp/AZ91D复合材料所得到的材料晶粒粗大,采用振动铸造后晶粒尺寸大幅度减小,但会引入卷气等缺陷,采用触变成形工艺后晶粒尺寸与采用振动铸造后晶粒尺寸相当,但是由于材料补缩性能上升,材料的缺陷大幅度减小。鉴于以上原因,采用触变成形工艺所制备的Cp/AZ91D性能最好为抗拉强度为307MPa、延伸率为14.90%。
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