原位反应制备Mg,2SiAM60镁基复合材料组织性能的研究.docx

摘要摘要镁合金因其具有质轻、高的比强度和比刚度、优良的锻造性能和机械加工 性能等长处被广泛应用于汽车和航天工业中，因此，镁合金是目前研究的热点 之一同步它也体现抗拉强度低和抗高温蠕变性差等缺陷，而复合材料可以改 善镁合金这些性能的局限性金属间化合物M92Si是镁基复合材料中的增强相运用Mg．Si合金结晶的 特点，可在凝固过程中原位生成M92Si增强相，从而获得M92Si／AM60镁基复 合材料然而，原位自生的M92Si一般以中文状或树枝状存在于镁合金基体中， 大大影响了它的增强效果本文在分析了MgESi增强相原位形成过程的基本上， 系统地研究了镁合金中Si加入量对原位M92Si／AM60复合材料组织和性能的影 响，并研究了金属Sb，稀土Y对复合材料中M92Si相的变质效果，考察了制备的 M92Si／AM60镁基复合材料的抗高温蠕变性能研究成果表白：随着AM60合金中Si含量的增长，原位自生的M92Si数量 增多，向AM60中添加一定量的Si后，发现组织中浮现了中文状及块状和树枝 状的M92Si相通过添加金属Sb和稀土Y可以对M92Si相和基体起到一定的细 化作用，金属Sb和稀土Y加入后可分别生成M93Sb2相和A12Y相，其生成的新 相可以作为M92Si的异质核心，使得M92Si相由中文状变成颗粒状，并弥散地 分布，获得了较抱负的M92Si／AM60镁基复合材料组织，改善了材料的力学性能。

制备的M92Si／AM60镁基复合材料比AM60基体具有较好的抗高温蠕变性能核心词：镁基复合材料；原位反映；M92Si,变质解决；抗高温蠕变性能AbstractAbstractMagnesium alloy has a great potential to be applied in automobile and aerospace industries because of their light weight，high specific strength，excellent Good cast-on outwell ability and good machine ability as compared to other structural metals．So， magnesium alloy is one of the focuses at present．But its strength and hightemperature creep resistance are worse，But magnesium matrix composite is able toimprove these function deficiency．Intermetallic compound M92Si is an ideal reinforcing phase in metal matrix composites．Making using of the characteristics of Am60 alloy,M92Si phase can be formed in the process of solidification．However,M92Si often exists in the shape of COarSe Chinese script in the matrix，which greatly damages the strengthening effect ofM92Si．On the base of the analysis of the formation process of M92Si phase，theeffects of Si and AI content on the microstructure of M92Si／AM60 composites were systemically studied，and the modifying effect of Sb，Y on M92Si phase in the composites was also studied．Finally,high temperature creep resistance of the prepared MgESi／AM60 composites Was investigated．The results show that、析th the increase of Si content in Am60 alloy,the amountof M92Si in the solidified samples increases，and its shape becomes more full Chinese script．The addition of Si in the AM60 alloys the shape of coarse Chinese script is found with the addition of Si．After adding Sb and Y the phases of AM60 and M92Si phase have been refined． M93Sb2 phase andAl2Y phase act as heterogeneous COre，the shape of M92Si could be transformed from the Chinese script into uniformly dispersed particles．Therefore， M92Si／AM60 composites with more desirable microstructure can be obtained，as a result，the mechanical properties of the composites Can be further improved and high temperature creep resistance of the composites is better than AM60 alloy．Keywords：Magnesium matrix composite；in situ reaction；MgaSi；Modification；hightemperature creep resistanceII学位论文独创性声明学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指引下进行的研究工作及获得的 研究成果。

据我所知，除了文中特别加以标注和道谢的地方外，论文中不涉及 其她人已经刊登或撰写过的研究成果，也不涉及为获得南昌大学或其她教育 机构的学位或证书而使用过的材料与我一同工作的同志对本研究所做的任何 奉献均已在论文中作了明确的阐明并表达谢意学位论文作者签名(手瓢私舭签字日期： 年‘只毛Et学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全理解直昌太堂有关保存、使用学位论文的规定，有权 保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，容许论文被查阅和借 阅本人授权直昌太堂可以将学位论文的所有或部分内容编入有关数据库进行 检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文同步授 权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》， 并通过网络向社会公众提供信息服务保密的学位论文在解密后合用本授权书)学位论文作者签名(手写)：稻枷毛 导师签名(手写)：尸专I籼苫刁嗡 ． ．签字日期辞≥糯伊 f月 ／日 签字日期：埘年／ 月6 日第1章绪论第1章绪论1．1镁合金的基本特点镁的密度为1．749／cm3，其合金的密度不不小于29／cm3，是目前最轻的金属构造 材料镁合金强度虽然不高但具有很高的比强度、比刚度和比弹性模量，且具 有极好的切削加工性能。

但是，以往除了在航空航天领域，镁合金并没有象铝 合金那样得到广泛地应用近年来，随着汽车工业和电子工业的迅速发展，对 通过减少产品的自重以减少能源消耗和减少污染，提出了更迫切的规定为了 解决以上问题，人们将目光投向了镁合金，使镁合金的基本研究和开发获得了 很大的发展，同步，大量的镁合金零部件被生产出来以替代塑料、铝合金、甚 至钢制零件估计镁合金将成为下个世纪最重要的商用轻质材料归纳起来，镁合金有如下特点【14】 (1)镁合金密度低，镁的密度只是钢铁的2／9，铝合金的2／3，铸件重量仅为铝的50％，其她材料的密度均比镁高出数倍多镁的低密度是它作为构造材料 最重要的性能之一2)镁合金比强度大，略低于比强度最大的纤维增强材料，远高于工程塑 料同步镁合金线收缩率很小，镁合金尺寸稳定，不易因环境变化而变化(相对于 工程塑料)3)阻尼性较好，吸取能力强，具有极强的减震性，可用于震动剧烈的场合，用 在汽车上可增强汽车的安全性和舒服性4)导热性好，膨胀系数较大，弹性模量低，稍逊于一般的铝合金，是一般工程 材料的300倍，且温度依赖性低，可用于制造规定散热性能好的电子产品5)镁合金电磁屏蔽性能好镁合金是非磁性屏蔽材料，抗电磁波干扰能力 强，同步，镁合金加工成型性好，镁合金制件外观质感好，可制作笔记本电脑、 照相机等外壳。

6)镁合金易加工，加工镁合金具有切削速度高、工具使用寿命长的长处 用价廉的切削工具就可以有效地控制公差，保证精度镁合金压铸件的有效期 限要比铝合金长，这是由于镁的热疲劳明显不不小于铝压铸技术的最新发展，可第1章绪论使镁合金锻造薄壁和接近成品尺寸的复杂零件，甚至可以与塑料相比此外， 镁合金压铸件在设备、工具上的生产投资费用相应要少些7)镁合金和铝合金同样，具有良好的回收性，其回收件再生的基本工序是 重熔、净化熔体、锻造工艺上它要比铝合金复杂些回收的镁合金制造出的 汽车零部件并不影响性能其中，AM60合金是工业应用较为广泛的压铸镁合金，含铝量较低，使合金 中含铝的二次化合物相的析出量减少，故该系合金具有优良的塑性和韧性，但 是强度有所减少，一般用于规定较高塑性、韧性和耐蚀性的场合；AM60其尺寸 稳定性好，在压铸作业中收缩率一定，易事先预定；由于该镁合金液不与Fe、Co、 Cr、W等元素相溶，对许多钢质工模具侵蚀作用小，可使用钢质坩埚和工具，压 铸型寿命达10多万次以上比用于铝合金的压铸型长1"-'2倍，因此压铸型、坩 埚和工具寿命长：具有切削抵御力小，切削性能好等长处若以镁合金的切削动 力指数为l的话，则铝合金为118，黄铜为213，铸铁为315，软钢为613，镍合 金为1010。

因此镁合金件可采用很大的切削速度加工，从而可缩短机械加工时 间，减少动力消耗，延长刀具寿命；与铝合金相比，AM60比热容和结晶潜热小， 在压铸型内凝固速度快，大概120一-1300℃／s，单位时间的作业率可比铝合金压 铸提高38．5％～51．8％，起模斜度也比铝合金压铸件小，更易保证获得表面粗糙 度细的压铸件，具有较高的生产率1．2镁合金的应用状况镁合金具有低的密度和高的阻尼减震性能以及良好的锻造流动性和机械加 工性能，在工业应用中受到越来越多的注重早在1930年，LorisChevrolet就 在一辆赛车上初次使用镁合金做活塞但是镁合金在当时用途比较有限，没有 引起人们的注意力，直到1970年中东石油危机，镁合金在汽车工业中才受到了 注重。