论文部分内容阅读
镁合金具有低密度、高比强度和比刚度、高阻尼、电磁屏蔽良好及机械加工性好等优点，特别适用于轻质结构件，近年来在航空航天、汽车和电子业中的应用得到了长足发展。但是镁合金塑性差、强度低成了阻碍镁合金应用的障碍。作为镁合金强化的有效途径，晶粒细化技术可以显著提高镁合金工艺性能和力学性能，因此，近年来镁合金的细化化越来越得到重视。 大量研究已经表明，金属凝固过程中的机械振动、超声振动、电磁振荡都可以实现细晶效果。本文设计了可以通过导入杆向镁合金熔体导入磁致低频振动的专门试验装置，通过改变振动的频率与强度以及处理时间，研究了Mg-6wt.％Zn二元合金和AZ80镁合金熔体经磁致低频振动处理后的凝固组织变化及其对力学性能的影响。研究取得了如下主要成果: (1)通过包含线圈的振动机构的合理设置与材质的选择，当机构的线圈中施加低频电流时可以实现通过导入杆向镁合金熔体导入电磁和磁致低频振动。磁场在接近导磁杆时强度比较大，在空间分布上呈现中心强度大两边强度低这一抛物线形状电流频率越低;电流频率越低，磁场强度随电流强度增加的幅度越大，频率为5Hz时，在导入杆底端处的磁场强度达到16mT; (2)本实验设计装置能有效地细化镁合金凝固组织，改善合金力学性能。组织细化的效果与电磁频率、电流强度和处理时间等工艺参数有关; (3)对Mg-6wt.％Zn合金而言，当电磁频率为15Hz电流强度80A，处理时间90s时晶粒细化效果最好，其晶粒尺寸由未经处理时的1400μm降低到430μm;对AZ80合金而言，当电磁频率为15Hz，电流强度80A，处理时间60s时，组织细化效果最好，晶粒尺寸由540μm降低到315μm; (4)对铸态试验力学测试表明，经处理后Mg-6wt.％Zn合金宏观硬度由未经任何处理时的HV45.53增加到最大时的HV54.72，增幅达到了20.2％，组织最优时的拉伸性能为:σb=183MPa，σ0.2=95MPa，δ=8％，与未经处理时的σb=95MPa，σ0.2=48MPa，δ=5％，分别提高了92.6％、49.5％和60％;经处理后的AZ80合金宏观硬度由未处理时的HV50.38增加到了HV63.93增幅达到了26.9％，最优时的拉伸性能为:σb=181MPa,σ0.2=93MPa,δ=9％,与未经处埋时的σb=122,σ0.2=61,δ=2.6％,分别提高了48.4％、52.5％和246％。