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不同磁场作用下ZK60镁合金的凝固组织

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铸态、挤压态和快速凝固态ZK60镁合金微观组织及压缩性能

铸态、挤压态和快速凝固态ZK60镁合金微观组织及压缩性能

铸态、挤压态和快速凝固态ZK60镁合金微观组织及压缩性能王敬丰;魏怡芸;吴夏;潘复生;汤爱涛;丁培道【摘要】Rapid solidified ZK60 magnesium alloy was prepared by copper mold casting. The micro-structure of the as-cast, as-extruded and rapid solidified ZK60 magnesium alloys were analyzed by X-ray diffractometer(XRD) and scanning electron microscope(SEM). The results show that the micro-structure of rapid solidified ZK60 magnesium alloys are refined and MgZn phases in dispersed particles are uniformly distributed in the matrix. In addition, the eutectic microstructure with high Zr content can be found in the matrix. The compression strength of rapid solidified ZK60 magnesium alloys were higher than those of as-cast and as-extruded conditions,e. g. an ultimate strength of 444MPa in rapid solidified ZK60 magnesium alloys.%采用铜模喷铸的方法制备得到快速凝固态ZK60镁合金,并通过X射线衍射仪,扫描显微镜和能谱分析仪对铸态、挤压态和快速凝固态ZK60镁合金的组织结构及相的组成进行表征.结果发现:快速凝固态ZK60镁合金的组织均匀细小,并且样品中弥散分布着颗粒状的MgZn相,除此之外,该合金中还存在尺寸较大的富Zr共晶团.通过压缩实验发现,快速凝固态ZK60镁合金具有高强度,其压缩断裂强度达到444MPa,远高于铸态和挤压态.【期刊名称】《材料工程》【年(卷),期】2011(000)008【总页数】5页(P32-35,41)【关键词】快速凝固;镁合金;压缩性能【作者】王敬丰;魏怡芸;吴夏;潘复生;汤爱涛;丁培道【作者单位】重庆大学国家镁合金材料工程技术研究中心,重庆400044;燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室,河北秦皇岛066004;重庆大学国家镁合金材料工程技术研究中心,重庆400044;重庆大学国家镁合金材料工程技术研究中心,重庆400044;重庆大学国家镁合金材料工程技术研究中心,重庆400044;重庆大学国家镁合金材料工程技术研究中心,重庆400044;重庆大学国家镁合金材料工程技术研究中心,重庆400044【正文语种】中文【中图分类】TG146.2近年来，随着航空航天及汽车等领域的快速发展，对材料的轻质高强性能提出了越来越高的要求。

脉冲磁场对AZ91D镁合金凝固组织的影响

脉冲磁场对AZ91D镁合金凝固组织的影响

脉冲磁场对AZ91D镁合金凝固组织的影响
周全;杨院生;马建超
【期刊名称】《铸造》
【年(卷),期】2007(056)002
【摘要】研究了脉冲磁场作用下AZ91D镁合金凝固组织的变化,考察了冷却速度、磁场强度和放电频率对AZ91D镁合金晶粒大小的影响,并对磁场影响凝固组织的机理进行了探讨.试验结果表明:在脉冲磁场的作用下,AZ91D镁合金的凝固组织显著
细化,其初生相由发达的树枝晶转变为均匀细小的蔷薇状晶体,共晶网络变得细小且
不连续,聚集在晶界上的共晶组织减少;合金的晶粒尺寸随着冷却速度的降低,磁场强度或放电频率的增加而逐渐减小.
【总页数】4页(P148-151)
【作者】周全;杨院生;马建超
【作者单位】南昌航空工业学院,江西南昌,330063;中国科学院金属研究所,辽宁沈阳,110016;中国科学院金属研究所,辽宁沈阳,110016
【正文语种】中文
【中图分类】TG1
【相关文献】
1.不同通磁温度下直流磁场对AZ91D镁合金凝固组织的影响 [J], 曹晨华;华林;张旭光
2.冷却速率对AZ91D镁合金非平衡凝固组织的影响 [J], 杨伟;陈寿辉;张守银;余欢;
严青松;蔡长春
3.电磁搅拌对镁合金AZ91D凝固组织的影响 [J], 韩富银;张金山;卢斌峰
4.缓慢凝固速度对AZ91D镁合金组织的影响 [J], 赵美娟;杨君刚;蒋百灵
5.低压脉冲磁场对ZM5-3%Ca阻燃镁合金凝固组织的影响 [J], 周全;涂序荣;陈乐平
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ZK60镁合金热挤压变形组织及力学性能的研究.

ZK60镁合金热挤压变形组织及力学性能的研究.

ZK60镁合金热挤压变形组织及力学性能的研究与铝合金相比,镁合金的研究和发展还很不充分,目前镁合金的产量只有铝合金的1%。

镁属于密排六方结构金属,塑性变形能力差,很难加工成板、带、棒、型材等,因此镁合金主要采用铸件作为结构材料使用。

随着航空、汽车、国防、电子工业的开发和进展,现有镁合金已难以满足某些特殊的要求,迫切需要开发各种新型的高性能镁合金。

因此,积极探索改善镁合金的力学性能和成形性能的途径,对于推动镁合金材料的应用并发挥其性能优势具有重要意义。

为了推动我国的镁工业,必须大力开发变形镁合金及其生产工艺。

本研究以镁合金ZK60为研究对象,ZK60镁合金作为目前商用变形镁合金中强度最高者,提高塑性对扩大其应用至关重要。

选择热挤压做为处理ZK60镁合金的技术方法。

设计出适用的热正挤压模具,根据模具准备好ZK60镁合金毛坯。

选择不同的挤压温度和不同的挤压比对ZK60镁合金进行热挤压,研究热挤压出的ZK60镁合金在挤压温度和挤压比两个条件的同时作用下显微组织和力学性能上的变化,并分析显微组织和力学性能之间的关系。

研究有以下结论:(1)在300℃～400℃温度之间进行热挤压,ZK60镁合金主要发生的是动态再结晶,动态再结晶形成机制以连续动态再结晶为主,变形机制以位错运动、晶界滑移和扩散蠕变为主。

(2)选取310℃、340℃、360℃下进行挤压,晶粒相对于铸态下有效细化,晶粒尺寸最小约在10μm左右;340℃是理想的热挤压温度,组织均匀细小,综合性能优良。

选取6.25、4、2.25三种挤压比,随挤压比的增大,晶粒细化效果逐渐增强。

(3)对热挤压出的ZK60镁合金做力学实验,包括拉伸实验和硬度测试,测试机械性能。

可以看出,晶粒细化、组织均匀越明显,力学性能上效果越好,在340℃、6.25挤压比下,硬度、抗拉强度和延伸率分别为75.5HB、378MPa和24.07%。

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激光焊接ZK60变形镁合金的组织和力学性能

激光焊接ZK60变形镁合金的组织和力学性能

激光焊接ZK60变形镁合金的组织和力学性能
严红革;赵嫱;陈瓶;陈吉华;苏斌
【期刊名称】《中国有色金属学报（英文版）》
【年(卷),期】2015(025)002
【摘要】采用激光焊接技术成功焊接了2.0 mm厚ZK60变形镁合金板材并研究了焊接参数(激光功率和焊接速度)对接头组织和力学性能的影响.在优化工艺参数下,可以获得良好的焊接接头,其抗拉强度为300 MPa,伸长率为12.0％,分别高达母材的92.5％和65％.轧制板材晶粒细小且存在很多微细的析出相,对液化开裂具有抑制作用,从而没有观察到半熔化区(PMZ)的液化开裂现象.熔化区(FZ)具有等轴晶特征,平均晶粒粒径为8 μm,与热影响区(HAZ)组织特征相似.这种组织特征有助于获得较高的焊接效率.
【总页数】8页(P389-396)
【作者】严红革;赵嫱;陈瓶;陈吉华;苏斌
【作者单位】湖南大学材料科学与工程学院,长沙410082;湖南大学喷射沉积技术及应用湖南省重点实验室,长沙410082;湖南大学材料科学与工程学院,长沙410082;湖南大学喷射沉积技术及应用湖南省重点实验室,长沙410082;湖南大学材料科学与工程学院,长沙410082;湖南大学喷射沉积技术及应用湖南省重点实验室,长沙410082;湖南大学材料科学与工程学院,长沙410082;湖南大学喷射沉积技术及应用湖南省重点实验室,长沙410082;湖南大学材料科学与工程学院,长沙410082;湖南大学喷射沉积技术及应用湖南省重点实验室,长沙410082
【正文语种】中文
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静磁场对镁合金凝固组织的影响

静磁场对镁合金凝固组织的影响
图 3 , 图 4 分 别 为 镁 合 金 加 热 到 700 ℃保 温 15min 后冷却 ,并一直降温到 500 ℃和 530 ℃淬水的 凝闹组织. 与图 2 类似 ,凝固组织中晶界较厚 ,一般 在 5 —10μm.
图 5 为静磁场条件下冷却到 430 ℃进行淬水的 凝固组织 ,从图中可以看山 ,由于磁场的引入 ,晶界 变窄 ,晶界宽度在 5μm 以下. 与无磁场下的凝固组 织相比 ,在磁场作用下 ,化合物数量明显下降 ,晶界 明显减薄. 在图 6 和图 7 中同样可以发现相同的现 象. 同时 ,从图 5 ,6 ,7 中还不难发现 ,晶界的共晶体
第 53 卷 第 6 期 2004 年 6 月 100023290Π2004Π53 (06)Π2024205
物 理 学 报
ACTA PHYSICA SINICA
Vol. 53 ,No. 6 ,June ,2004 ν 2004 Chin. Phys. Soc.
静磁场对镁合金凝固组织的影响 3
包卫平 许光明 班春燕 崔建忠
1. 静磁场作用下镁合金的凝固组织中 ,晶界厚 度显著减小.
2. 静磁场显著增加了合金元素在晶内的含量 , 降低了合金元素在晶界处的含量.
31 静磁场有利于提高镁合金的成型性能和强 度 ,改善镁合金的综合性能.
2028
物 理 学 报
53 卷
[ 1 ] Zeng R C et al 2001 Acta Metallurgica Sinica 37 674 (in Chinese) [ 曾荣昌等 2001 金属学报 37 674 ]
[ 6 ] Ban C Y et al 2001 Acta Phys . Sin. 50 2028 (in Chinese) [ 班春燕 等 2001 物理学报 50 2028 ]

磁场强度对Al-5%Mn合金凝固组织的影响

磁场强度对Al-5%Mn合金凝固组织的影响

磁场强度对Al-5%Mn合金凝固组织的影响
张维平;窦永香
【期刊名称】《机械工程材料》
【年(卷),期】2009(033)006
【摘要】在不同强度的磁场下进行了Al-5%Mn合金的凝固试验,利用光学显微镜和X射线衍射仪分别对合金凝固后的显微组织和物相进行了分析,研究了磁场强度对凝固析出相Al6Mn的影响.结果表明:未施加磁场时,析出相Al6Mn为枝晶状和条状,均匀地分布在基体组织中;施加强磁场后,析出相Al6Mn发生聚集和长大,并沿磁场方向形成取向,且随着磁场强度的增加,晶粒尺寸不断增大,取向程度不断增强.【总页数】4页(P18-21)
【作者】张维平;窦永香
【作者单位】大连理工大学材料科学与工程学院,辽宁大连,116024;大连理工大学材料科学与工程学院,辽宁大连,116024
【正文语种】中文
【中图分类】TG113.12
【相关文献】
1.磁场强度对Sn-9Zn钎料合金组织性能影响 [J], 吴敏;李金权;修岩;王妍
2.凝固速度对一种新型定向凝固钴基高温合金凝固组织的影响 [J], 孙力玲;张静华
3.磁型铸造磁场强度对A356合金凝固组织的影响 [J], 郭美肖;邢书明;敖晓辉
4.行波磁场强度对于铝铜合金铸锭组织的影响 [J], 杨勋刚;张川豫
5.磁场强度对半连铸铝合金液穴形状及凝固组织的影响 [J], 张勤;崔建忠;路贵民;张北江
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不同通磁温度下直流磁场对AZ91D镁合金凝固组织的影响


熔炼 ， 用 精 度 较 高 的 Ｐ Ｄ 方 式 控 温 ； 直 径 ２ 采 Ｉ 用 ５ ｍｍ、 ｌ ０ｍｍ 的圆 柱 型 刚 玉 管盛 放 合 金 ， 样 可 长 ２ 这
相和 晶界 中 的 Ａ１ 素质 量 分 数 ． ９ Ｄ镁 合 金 的 元 ＡＺ ｌ
化 学 成分列 于 表 １ ．
收 稿 日期 ： ０ ８Ｏ 一 ９ ２ ０ 一 ｌ２
在 ＡＺ １ ９ Ｄ镁合 金棒 料 铸 锭 上 截 取 五 个 大 小合
适 的 样 品 ， 在 样 品 表面 均 匀 撒 上 Ｒ ２熔 剂 ． 后 并 Ｊ 然
装入 刚 玉管 中 ， 热至 ６ ５℃ ， 置 保 温 １ ｎ 再 加 １ 静 ０ｍｉ， 用细 铁 丝缓 慢搅 动 １ｍｉ ， ｎ 以保证 合 金 全部 熔化 ． 搅 拌期 间通 入氩气 保 护气 ， 以防止镁 合 金被氧 化． 待温 度稳定 在 ６ ５。 ， 速 用坩 埚钳 将 刚 玉 管 移 至热 １ Ｃ时 迅
样 中部 的横 断 面作 为观 测 面 ． 先 对 观 测 面进 行 粗 首 磨 、 磨 ， 在抛 光 机 上 抛光 至镜 面 ， 细 并 然后 用质 量 分 数 为 ４ 的硝 酸 酒 精 溶 液 腐 蚀 ， 后 用 ＱＵＡＮＴＡ 最 一 ４ ０型扫描 电镜 观 察试 样 的 显 微 组 织 ． 扫 描后 的 ０ 在
磁 仪 上 对 样 品 进 行 通 磁 凝 固 ． 场 强 度 为 ０ ２ 磁 ． ９ Ｔ， 通 磁 温 度 分 别 为 ６ ０ ５ ５ ５ ５ ５ ５ ５ ５ ℃． ｌ ， ９ ，７ ， ５ ，３ 经 通 磁 凝 固 的 样 品 作 为 试 样 ， 磁 力 线 穿 过 试 选
备或加工过 程和 产 品质量 的控制 及 改善 材 料组 织 和
中 图 分 类 号 ：ＴＧ１ ６ ２ ４ ． 文 献 标 识 码 ：Ａ

电磁场对AZ80镁合金组织结构的影响


素的含量 % 与无磁场作用的试质 元 素 &0&’8 在 晶 内 含量 均 不 同 程 度 的 增
加 !表明对于 &’(; 镁合金 ! 交流磁 场可 以 促 进 &0 &’8 7 种 溶 质元素在 9? 基体中的溶解 %
!
!"!
实验部分
实验装置 装置 可 分 为 加 热 & 控 温 & 磁 场 * 部 分 ! 示 意 图 见 图 +% 其
#"#%"$$
得回旋半径
"A$
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!%" #"#$
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由 式 "<$ 可 得 ! 粒 子 的 回 旋 半 径 取 决 于 粒 子 的 质 量 和 电 荷 % 粒子的 ! 越大 !#"# 越小 ! 其 & G 越大 M3N% 因为 9?&&0 和 ’8 的质量和电荷数各不相同 ! 那么 !9?&
!"#$ 镁合金 %电磁场 %晶内溶质含量 %凝固组织 !/0&1)2’ ! &$$$34#(4 &’$&$’$43$&$$3$1
!"# $%%&’( )% $*#’+),-./#(0’ 10&*2 )/ ("# 3)*020%045(0)/ 6(+74(7+& )% 89:; <. 8**)=
EFG H<*=;<:
直 流 磁 场 中 凝固 ! 合 金 液 相 线 温 度 和 固 相 线 温 度 均 有 所 降 低 ! 结 晶温 度 间 隔 变 大 ! 随 磁 场 强 度 增 强 ! 变 化 幅 度 越 大 ! 而 且纯铝的熔点随直流磁场强度的增加而降低 " 时海芳等 对

铸态、挤压态和快速凝固态ZK60镁合金微观组织及压缩性能


Ａｓ ｅ ｔ ｕ ｅ ｎ ｐ ｄ Ｓ ｌ ｉ ｅ Ｋ６ ａ ｎ ｓｕ Ａｌ ｙ — ｘ ｒ ｄ ｄ ａ ｄ Ｒａ ｉ ｏ ｉ ｆ ｄ Ｚ Ｍ ｇ ｅ ｉ ｍ ｌ ｄ ｉ ０ ｏ
王敬 丰 。魏 怡芸 吴 ， ，
夏 潘 复生 汤爱 涛 丁 培道 ， ， ，
（ １重庆 大学 国家镁 合金 材料 工程技 术研 究 中心 ， 重庆 ４ ０ ４ ； ０ ０ ４
２燕 山大学 亚稳 材料 制备技 术与 科学 国家重 点实验 室 ， 北 秦 皇 岛 ０ ６ ０ ） 河 ６ ０ ４
Ｗ ＡＮＧ ｉｇ ｆｎ ， Ｅ — ｕ Ｗ Ｕ ａ ＰＡＮ —ｈ ｎ Ｊｎ —ｅ ｇ Ｗ ＩＹｉｙ ｎ ， Ｘｉ ， Ｆｕ ｓ ｅ ｇ ，
Ｔ Ａ Ｎ Ｇ ｉｔ ｏ ＤＩ Ｇ ｉｄａ Ａ — ａ ， Ｎ Ｐｅ— ｏ
３ ２
材 料 工 程 ／２ １ 年 ８期 ０１
铸 态 、 压 态 和 快 速 凝 固态 Ｚ ０ 挤 Ｋ６ 镁 合 金微 观 组 织及 压 缩性 能
Ｍ ｉｒ ｓ ｒ ｃ ｕｒ ｎ ｍ ｐ ｅ ｓｏ ｏ ｅ ｔｅ ｆＡ ｓ ｃ ｓ ， ｃ ｏ ｔ ｕ ｔ ｅａ ｄ Ｃｏ ｒ ｓ ｉ ｎ Ｐｒ ｐ ｒｉ ｓｏ — ａ ｔ
Ｕｎ ｖ ｒ ｉｙ Ｑｉｈ ａ ｇ ａ ６ ０ ４， ｂ ｉＣｈ ｎ ） ｉｅ ｓｔ ， ｎ ｕ ｎ ｄ ｏ ０ ６ ０ Ｈｅ ｅ， ｉａ
摘 要 ： 用 铜 模 喷 铸 的方 法 制 备 得 到 快 速 凝 固态 Ｚ ０镁 合 金 ， 通 过 ｘ 射 线 衍 射 仪 ， 描 显 微 镜 和 能 谱 分 析 仪 对 铸 采 Ｋ６ 并 扫
ｓ ｒ ｃ ｕｒ ｆｒ ｐ ｄ ｓ ｌｄｉｉｄ ＺＫ６ ａ ｅ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ａ ｉ ｏ ｉ ｆｅ ｍ ｇｎ ｓｕｍ ｌｏ ｒ ｅ ｉ ｅ ｎｄ Ｍ ｇ ｈａ ｅ ｎ ｄ ｓ ｒ ｅ ｒ ｉｌ ｓ ０ ａ ｌ ｙｓａ ｅ ｒ ｆｎ ｄ ａ Ｚｎ ｐ ｓ ｓｉ ｉｐｅ ｓ ｄ ｐａ ｔｃ ｅ ａ ｅ ｕ ｆ ｒ ｌ ｉｔ ｉ ｔ ｄ ｉ ｈｅ ｍ ａ ｒｘ． Ｉ ｄ ｔｏ ｔ ｕ ｅ ｔｃ ｍｉ ｒ ｓ ｒ ｔ ｅ ｗｉｈ ｈｉ ｈ Ｚｒ ｃ ｎｔ ｎｔ ｒ ｎｉｏ ｍ ｙ ｄ ｓ ｒｂｕ ｅ ｎ ｔ ｔ ｉ ｎ ａ ｄｉｉ ｎ， ｈｅ ｅ ｔ ｃ ｉ ｃ ｏ ｔ ｕｃ ｕｒ ｔ ｇ ｏ ｅ ｃ ｎ ｂ ｏ ｄ ｉ ｈｅ ｍａ ｒｘ Ｔｈｅ ｃ ｍ ｐ ｅ ｓｏ ｔ ｅ ｇｔ ｆｒ ｐ ｄ ｓ ｉ ｆｅ ａ ｅ ｆ ｕｎ ｎ ｔ ｔ ｉ ． ｏ ｒ ｓ ｉ ｎ ｓ ｒ ｎ ｈ ｏ ａ ｉ ｏｌ ｉｄ ＺＫ６ ａ ｅ ｉ ｄｉ ０ ｍ ｇｎ ｓｕｍ ｌｏ ｒ ａ ｌ ｙｓｗｅ ｅ ｈ ｇ ｒｔ ｎ ｔ ｏｓ ｆａ — ａ ｔ ａ ｓ ｅ ｒ ｄｅ ｏ ｄｉｉ ｎｓ， ． ｉ ｈｅ ｈａ ｈ ｅ ｏ ｓ ｃ ｓ ｎｄ ａ — ｘｔ ｕ ｄ ｃ ｎ ｔｏ ｅ ｇ． ａ ｌｉ ｔ ｔ ｅ ｇｔ ４ Ｍ Ｐａ ｉ ａ ｄ ｎ ｕ ｔｍａ ｅ ｓ ｒ ｎ ｈ ｏｆ４ ４ ｎ ｒ ｐｉ

ZK60镁合金热压变形和退火中的组织与织构演变_王敏

1 实验材料和方法
双辊铸轧镁合金条带的生产工艺为：将纯镁加热
到 750 ℃ ，待其熔化后再加入锌锭，熔化后搅拌，并加 入 Zn-Zr 中间合 金，搅 拌，清 渣，静 置，浇 入 到 铸 轧 机 保 温 炉 中 进 行 连 铸 连 轧 ，所 用 铸 轧 设 备 为 水 平 式 双 辊 铸轧机，轧 辊 直 径 为 300 mm，轧 辊 材 料 为 铜 合 金，内 冲冷却水。铸轧 温 度 为 630 ～ 650 ℃ ，铸 轧 速 度 为 5 ～ 6 r / min。 预 留 辊 缝 宽 度 为 3 mm，铸 轧 后 板 厚 3. 0 ～ 3. 7 mm，铸轧条带尺寸为 100 mm × 10000 mm。所 得 到 的 ZK60 合 金 的 化 学 成 分 为： Mg-6. 20% Zn0. 48% Zr。平板 应 变 压 缩 实 验 为 热 压 温 度 350 ℃ 、 应变 速 率 0. 1 s － 1 ，热 压 后 试 样 立 即 用 氮 气 冷 却 以 防 止组织 再 发 生 变 化。 然 后 将 试 样 分 别 在 250、300、 350 和 400 ℃ 下 退 火 处 理，退 火 时 间 分 别 为 100、 1000、5000、10000 和 50000 s。
能［2］。国内很少 有 文 献 对 ZK60 镁 合 金 铸 轧 条 带 在 热压缩变形以及在不同退火温度和退火时间的微观 组织结构和织构 演 变 进 行 研 究［3］。 本 文 通 过 滑 移 与 孪生理论，观 察 铸 轧 态 （ 未 热 压 缩 ） 和 在 不 同 应 变 量 下热压缩以及在不同退火温度和退火时间下的动态 和静态再结晶组织变 化，详 细 研 究 了 ZK60 镁 合 金 在 只有铸轧条件下和铸轧后热压缩变形以及不同退火 条件下的微观组织结构演变。
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４ ９
证 了镁合 金 在凝 固过程 中各 部分都 处 于相 同的磁 场作用 下 ． 当通 直 流 电 ， 电流 为 １ ７ ０ Ａ时 ， 静 磁 场 的分布 如 图 ２所 示 ， 从 图 中可 以看 出放 置镁 合 金 处的 磁 感 应 强 度 都 在 ０． ３ Ｔ左右 ， 与 实 测 结 果
粒有 所细化 ， 晶界 上 的化合 物也有 所减 少 ， 但 细化 程度 不大 ， 晶界 的 化合 物 绝 大 部分 还 处 于连 续 状 态． 从图４ ｃ中可以看 到 ， 在 静磁 场作 用下 ， 镁合 金
的组织 发生 了显著 的变 化 ， 晶粒进 一步得 到细化 ，
聚集 在 晶界上 的共 晶化 合 物 显著 减 少 ， 在 晶 内 和 晶界 附近存 在 大 量弥 散 的近似 球 状 化 合物 质点 ，
３ 实 验 结 果 与分 析
图 ２ 陶 瓷 内 及 附 近 静 磁 场 分布
Ｆ ｉ ｇ ２ Ｄｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｏ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｃ ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ ｉ ｎ
ａ ｃ ｅｒ ａ ｍｉ ｃ ｔ ｕ ｂ ｅ ａｎ ｄ ａｒ ｏｕ ｎ ｄ ｉ ｔ
金棒 ． 实验 时 ， 把 小 段 合 金棒 装 入 坩埚 中 ， 利用 电 阻丝 加 热 ， 直 至达 到 所需 温 度 ， 保 温一 段 时 间 ， 然 来自合物 的变化情 况 ．
２ 磁 场 分 布 的模 拟 和测 定
实 验装 置采用 的材 料对 电磁场 的分布 不会 产 生任何 影 响 ． 磁 场 的分 布如有 限 元分 析【 ¨ ｊ 的结 果 那样 （ 如 图 ２所示 ） ， 在 陶瓷管 内分 布均匀 ； 这样保
０ ． ２ ８Ｔ基本 吻合 ．
：０ ． ０１ １ １ ９ ６Ｔ Ｂ ｓ ＝０ ， ０ ３ ３ ５８ ８ Ｔ Ｂｃ ＝０ ． ５ ５ ０ ９８ Ｔ ＝Ｏ ． ０ ７ ８ ３ ７ ２ Ｔ ＝Ｏ ． １ ０ ０ ７ ６ ５ Ｔ 且产 Ｏ ． １ ２ ３ １ ５ ７ Ｔ ：Ｏ ． １ ４ ５ ５ ４ ９ Ｔ ：仉１ ６ ７ ９ ４１Ｔ ＝Ｏ ． １ ９ ０ ３ ３ ３ Ｔ ＝Ｏ． ０１ ８ ３１ ２ Ｔ ＝Ｏ ． ０ ５ ４ ９ ３ ５Ｔ Ｂｃ ＝０ ． ０ ９１ ５ ５ ８Ｔ ＝Ｏ ． １ ２ ０１ ０１ Ｔ ＝Ｏ ． １ ６ ４ ８ ０ ５ Ｔ 既 ： Ｏ． ２ ０ １ ４ ２ ８ Ｔ ＝ ０． ２ ３ ０ ０ ５１ Ｔ ： Ｏ ． ２ ７ ４ ６ ７ ４ Ｔ Ｂ ＝Ｏ ． ３１ １ ２ ９ ７ Ｔ
文 献 标 识 码 ：Ａ 中 图 分 类号 ：Ｔ Ｇ １ １ ３ ． １ ２
镁合 金是 有色 金属 材料 中最具 有开 发 和应 用 前途 的金 属材 料 ， 它 是 实 用 金属 中最 轻 的金 属 材 料 １． ２ ０世纪 ９ ０年 代 以后 ， 随着 冶炼 技 术 的提 高 和先进 成型技 术 的 出现 以 及制 造 成本 的 降低 ， 镁
３ ｌ
ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ【 Ｊ］ ． １ ７ １ ｔ ｅ ｒ ｎ ａ ｔ ｉ ｍｌ ａ ［Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｑ ／， Ⅳ （ ｉ ｔ ｙ，
２ ０ ０１ ，Ｉ ７（ ３） ： ３ ８ ７—３ ９ ７
［ ２］ 曾荣昌， 柯伟 ， 徐水 波， 等 ．Ｍｇ合 金 的 最 新 发 展 及 应 用 前 景［ Ｊ ］ ． 金属学报 ， ２ ０ ０ １ ， ３ ７ （ ７ ） ： ６ ７ ３ —６ ８ ５ ．
化规 律 ， 为镁合 金 的进 一 步研究 提供 理论 基础 ．
耐火砖
１ 实 验 方 法及 材料
实验 设备 示 意 图如 图 １所示 ， 感应线圈 的内 径为 ５ ０ ｒ ｎ ｌ Ｔ ｌ ， 线 圈 为 ８层 ， 外 径为 １ ５ ０ ｉ Ｔ ｌ ｒ ｎ ， 线 圈 中
通以 １ ７ ０ Ａ的直 流 电 ． 线 圈 内部 安置 两 个陶瓷 管 ， 中间塞有 石棉 并 缠 有 电 阻丝 以加 热 、 保 温镁 合 金 熔体． 在陶瓷 管 中 间放 置 陶 瓷坩 锅 ． 实验 前 ， 在 电
示．
当施加 低频 磁场 ， 电源 电压 不变 时 ， 线 圈 中的
电流 明显 下 降 ， 主 要 由于 感抗 的 缘 故 ， 其 电流 为 ｌ １ ５ Ａ， 其磁 场 分 布 如 图 ３所 示 ， 其 最 大 磁感 应 强 度为 ０ ． ２ ０ Ｔ， 实测 值 为 ０ ． １ ８ Ｔ， 比较吻合 ． 从图 中可 以看 出 ， 无 论 是静 磁 场 还 是低 频 交 变电 磁场 ， 在放置试 样 的位 置 ， 都有最 大且 均匀 的
合金 材料不 仅 在航 空航 天 ， 而且 在汽车 工业 、 电子
电阻 丝 坩埚 线 圈
陶瓷 管
信息 、 民用 家 电等领域 均得 到广泛 应用 ｌ ２ ｊ ．
近年来 有关 电磁场 对铝 合金 的作用 的研 究开
镁 合金
展得 较 为广 泛 ｌ ～ “ ， 但 对镁合 金 作用 方 面 的研究 却很 少 ． 为此 ， 本 文研究 镁合 金 在不 同磁场 下凝 固 的组 织变化 ， 研 究 其合 金 元 素 固溶 和化 合 物 的 变
图 ３ 陶 瓷 内 及 附 近低 频磁 场分 布
Ｆ ｉ ｇ ． ３ Ｄｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｉ ｎ ｏ ｏ ｆ ｌ ｏ ｗ－ ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ
ｆ ｉ ｅｌ ｄ ｉ ｎ ａ ｅ ｒ ｃ ａ ｍｉ ｃ ｕｂ ｔ ｅ ｎ ｅａｒ ｉ ｔ
实验 时 镁 合 金 在 加 热 到 ７ ０ ０ ｏ Ｃ后 保 温 ３ ０
ａｉ ｒ ｎ ， 然后停 止加 热 ， 使合 金 熔 体 在 各种 条 件 作 用 下 依靠线 圈 中的冷却 水 冷 却 而凝 固 ． 冷却 ３ ０ ａｉ ｒ ｎ （ 大约为 ２ ０ ０℃ ） ， 然 后 分 别截 取 每 种 条件 下 的试 样 的 同一部 位 的中间截 面进行 组织 观察 ． 不同磁 场作 用下凝 固的镁 合金 组织 如 图 ４所
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东北 大学 学报 （ 自然科 学版 ） 晶界 上连续 的 网状 共 晶 组织 被 打 碎 ． 所有 这 些 都
第２ ５卷
ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｓ ｍ ｉ ｎ ａ ｃ ｏ ａ ｒ ｓ ｅ — ｇｒ ａ ｉ ｎ ｅ ｄ Ｍ ｇ — ＡＩ — Ｚ ｎ ａ ｌ ｌ ｏ ｙ ａ ｔ ｅ ｌ ｅ ｖ ａ ｔ ｅ ｄ
０ ． ０ ０ ５ ％， Ｍｇ为余 量 ． 采用 光学 显微镜 分析 比较镁 合金 在不 同磁场
作用 和 无磁场 作用 下凝 固组织 及 晶内和 晶界上化
炉 中用 不锈钢 坩 埚熔 炼镁 合 金 ， 合 金熔 液 注入 水
冷铜 模 中铸 成 圆棒 ， 然后 去 皮 、 锯切 ， 制 成 小段 合
作 者 简 介 ：许光 明 （ １ ９ ６ ６一） ， 男， 浙 江 浦江 人 ， 东北 大学 副 教授 ， 博 士 ；崔 建忠 （ １ ９ ５ ０ 一） ， 男， 黑 龙 江双 城 人 ， 东 北大 学 教授 ， 博士 生 导 师
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第ｌ 期
许 光 明等 ：不 同磁 场作 用下 Ｚ Ｋ ６ ０镁 合金 的凝 固组 织
会提 高镁合 金 的强度 ， 尤其会 提 高镁合 金 的塑性 ，
可以 预言如磁 场 强 度 达 到很 大 的程 度 时 ， 镁 合 金 组织 中的化 合物 数 量将 会进 一 步 减 少 ， 绝 大 多数 的合金 元素将 会 以晶 内 偏析 的形 式 出 现 ， 从 而大 大提高 镁合 金 的强 度 和 塑性 ， 从 而 提 高 其 成 型性 能和 实用性 ．
磁感 应强 度分 布 ．
从图 ４ ａ中可 以看 到 晶粒 粗 大 ， 共 晶组织 在 晶
界上形成 连 续 的 网状 结 构 ， 且化合物较厚 ． 从 图
４ ｂ中可 看到 ， 与 无磁 场下 的凝 固组 织 比较 ，其 晶
图 ４ 不同磁场作用下凝固的镁合金 ７ ＿ ． Ｋ ６ ０ 铸 态 组 织
图 １ 实 验 装 置 简 图
Ｆｉ ｇ． １ Ｓｃｈ ｅｍａｔ ｉ ｃ ｏ ｆ ｅｘ ｐ ｅｒ ｉ ｍ ｅｎ ｔ ａｌ ｓ ｅｔ － ｕｐ
实验 中采 用 的材 料 为 Ｚ Ｋ ６ ０ ， 其化 学 成 分 为 ：
ｕ ． （ Ｚ ｎ ） ＝５ ． ０ ％～７ 。 ０ ％， ７ ． Ｕ （ Ｚ ｒ ） ＝０ ． ３ ％ －０ 。 ８ ％， ｕ （ Ｆ ｅ ， Ｓ ｉ ） ＜０ 。 ０ １ ％， ７ ． Ｕ （ Ｃ ｕ ） ＜０ 。 ０ ３ ％， ｕ ， （ Ｎｉ ） ＜
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第２ ５ 卷 第１ 期
２ ０ ０ ４年 １月
东 北 大 学 学 报 （ 自 然 科 学 版
）
Ｖｏ １ ． ２ ５． Ｎｏ ． １
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｎ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ａ ｓ ｔ ｅ ｒ ｎ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ （ Ｎａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ）
摘
要 ：实验研究 了镁合金 Ｚ Ｋ ６ ０在无磁场 、 低频交 变电磁场 和静 磁场作用 条件下凝 固 的微
观组织形貌及合金元素的分布 ； 此 外还 数 值 模 拟 了凝 固过 程 中 的磁 场 分 布 ． 实 验结果表 明， 在 镁 合 金 的凝 固过 程 中施 加 低 频 交 变 电磁 场 或 静 态 磁 场 都 能 有 效 细 化 晶 粒 及 影 响 合 金 元 素 在 晶 内 和 晶 界上 的 分布 ， 并 且晶 界 上 的 网 状 共 晶组 织 变 得 不连 续 ； 在 相 同 电 源 电压 的 条 件 下 ， 静 磁 场 细 化 晶粒 的 效果 明显 优 于低 频 磁 场 ， 在静磁场条件下 ， 聚 集 在 晶 界 Ｅ的 共 晶化 合 物 显 著 减 少 ， 在 晶 内和 晶 界 附 近存 在 大 量弥 散 的 近似 球 状 化合 物质 点 ， 这 有 利 于 提 高镁 合金 的综 合 性 能 ． 关 键 词 ：镁 合 金 ： 电磁场 ； 化合物 ； 静磁场 ； 共 晶组 织 ； 合 金 元 素