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摘要
本文采用光学显微镜、扫描电镜等手段研究了Zr 对Mg-Nd-Zn 合金显微组织结构及高温力学性能的影响。利用牛顿第二定律计算了熔化过程中Zr 颗粒的沉积规律。 实验结果表明:Zr 的加入对Mg-Nd-Zn 铸态合金的晶粒形貌和尺寸影响极大,当不含Zr 时,试样中心的平均晶粒尺寸为1200μm,加入0.2%Zr晶粒尺寸由1200μm 降低到520μm,随着Zr 加入量的增加,晶粒尺寸进一步降低,当Zr 的加入量为0.6%时, 晶粒尺寸为98μm,Zr 的加入量的进一步增加对晶粒尺寸的影响不大,Zr 由0.6%增加到1.2%,晶粒尺寸只降低5μm,表明Zr 对Mg-Nd-Zn 合金晶粒尺寸影响存在一个临界值,当超过临界值时,Zr 对晶粒尺寸的影响不明显。 引用生长限制因子(GRF)法定量估算各元素对Mg 合金晶粒尺寸的影响,表明Zr 的影响最大。 随着Zr 含量的增加,提高了合金的高温抗拉强度和延伸率。从扫描图像可以看到含0.6%Zr 合金断口韧窝和撕裂棱分布的均匀,且韧窝深度明显加深,表明韧性明增加。250°C,75MPa 和100MPa 应力下,随着Zr 含量的增多,合金的抗蠕变性能提高,当Zr 的含量为1.2%时,蠕变速率最低,由此可见,随着Zr 的加入,合金的抗蠕变性能显著改善。 通过锆粒子在镁熔液中沉积计算,得出主要影响锆粒子沉积距离的是锆粒子的尺寸大小,当颗粒直径小于10μm 时,沉积距离随着直径变化不大,只要沉积时间控制的好,锆粒子可以稳定的存在于镁液中,有利于晶粒细化;而当颗粒直径大于10μm 时,直径即使只有微小的变化,沉积距离却有着较大的变化,锆粒子易于沉淀,不利于晶粒细化。
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