脈沖磁場控制制備阻燃鎂合金的研究.pdf

1、鎂合金作為一種綠色環(huán)保合金，近年來在航空工業(yè)、汽車工業(yè)和電子通訊工業(yè)中的應(yīng)用日益廣泛。細(xì)化鎂合金的凝固組織可以改善鎂合金的力學(xué)性能，已有的研究結(jié)果，利用磁場可以細(xì)化合金的凝固組織。本文選用純Al進(jìn)行了低壓脈沖磁場凝固裝置的驗(yàn)證；以ZM5-3％Ca為研究對象，利用自制的低壓脈沖磁場裝置，研究了磁場下阻燃鎂合金的制備工藝、組織及性能，并探討了脈沖磁場的作用機(jī)理。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：低壓脈沖磁場對改善純Al和ZM5-3%Ca鎂合金的凝固

2、組織有顯著的作用。隨著脈沖電壓、脈沖頻率或鑄型預(yù)熱溫度的提高，純Al凝固組織被細(xì)化，試樣的縮孔深度逐漸減小，等軸晶的比例逐漸增大；低壓脈沖磁場可以顯著細(xì)化ZM5-3%Ca合金的凝固組織；隨著脈沖電壓，脈沖頻率，澆注溫度和模具預(yù)熱溫度的提高，合金的晶粒尺寸逐漸減小，初生相逐漸退化，由發(fā)達(dá)的樹枝晶轉(zhuǎn)變成細(xì)小的等軸晶或薔薇狀晶體。對于未經(jīng)磁場處理的試樣，晶粒尺寸隨著預(yù)熱溫度的升高而增大，純Al的凝固組織始終為發(fā)達(dá)的柱狀晶，鎂合金的凝固組織始終

3、為發(fā)達(dá)的樹枝晶；與直流脈動(dòng)磁場相比，脈沖磁場對鎂合金凝固組織的細(xì)化效果更明顯。
　　低壓脈沖磁場對ZM5-3%Ca鎂合金的結(jié)晶取向產(chǎn)生了影響。在磁場的作用下，ZM5-3%Ca鎂合金原有晶面的擇優(yōu)取向受到了抑制，而ZM5-3%Ca鎂合金經(jīng)過長時(shí)間的磁場處理，在新的晶面上形成了擇優(yōu)取向。
　　低壓脈沖磁場下制備的鎂合金坯料部分重熔后也可以獲得初生相為球狀或近球狀的非枝晶組織半固態(tài)合金。脈沖電壓、加熱溫度及等溫時(shí)間對合金部分重熔過

4、程的組織演化都有影響。
　　經(jīng)過磁場處理后，ZM5-3%Ca鎂合金拉伸試樣的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度均得到了提高，抗拉強(qiáng)度最大可提高15.7%左右，而其塑性沒有得到改善。合金的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度隨著脈沖電壓和放電頻率的增加而逐漸提高。在半固態(tài)壓縮時(shí)，磁場下制備的非枝晶半固態(tài)鎂合金試樣與常規(guī)鑄造的半固態(tài)鎂合金試樣相比較，具有良好的觸變性能和較低的變形抗力，其變形抗力隨著變形溫度的升高或變形速率的降低而逐漸減小。變形程度、變形溫度及變形速率