鎂合金是工程應(yīng)用中最輕的結(jié)構(gòu)材料,其具有低密度、高比強(qiáng)度和高比剛度,良好的阻尼減振性、導(dǎo)熱性、屏蔽性、可切削加工性和可回收性等特點(diǎn),被稱為新世紀(jì)“綠色”工程材料。因此,鎂及鎂合金在航空航天、交通運(yùn)輸和電子工業(yè)等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用價值。但鎂為密排六方結(jié)構(gòu),鎂及其合金的塑性變形能力較差,致使其應(yīng)用受到很大限制。通過多次試驗,發(fā)現(xiàn)AZ102鎂合金具有良好的性能,并且易于鑄造加工。晶粒細(xì)化可提高合金塑性,因此可采用晶粒細(xì)化提高材料的綜合性能,而Ti在882℃下為密排六方結(jié)構(gòu)的α鈦,其{0001}面和α鎂{0001}錯配度為7.79%,容易形成部分共格界面,鑒于此,本文研究了微量Ti對鑄造鎂合金AZ102的組織及力學(xué)性能的影響。
實驗以工業(yè)純鎂、純鋁、純鋅、Al-10Mn和Al-4.5wt%Ti中間合金為原材料。采用的熔煉設(shè)備為井式坩堝爐,功率為3kW。利用NiCr-NiSi熱電偶測溫,精度為±5K,熔煉過程用覆蓋劑保護(hù),精煉劑選用六氯乙烷。在720℃澆注,澆注后立刻采用順序凝固技術(shù)水冷卻,制得Φ82mm鑄棒,其Ti含量分別為0、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%和0.5%。
加入Ti后鑄造AZ102合金的強(qiáng)度和伸長率明顯提高,在加入0.4%時強(qiáng)度達(dá)到232.7MPa,伸長率達(dá)10.4%,但硬度有所降低。Ti的加入,顯著改變了β相的粗大形態(tài),使其由半連續(xù)的網(wǎng)狀分布逐漸變?yōu)轭w粒狀,其尺寸隨Ti含量(0.1%~0.4%)的增加而變小。加入Ti后細(xì)化了α-Mg及β相,而Ti主要分布在α-Mg和β-Mg17Al12之間的過渡區(qū)域,Ti形成晶核使α相尺寸減小,形成TiAl3使β相彌散細(xì)化。