压铸镁合金AM60B的微观组织特征.pdf

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1、第41卷第9期稀有金属材料与工程Vo1．41，No．92012笠9月RAREMETALMATERIALSANDENGINEERINGSeptember2012压铸镁合金AM60B的微观组织特征吴孟武，熊守美(清华大学汽车安全与节能国家重点实验室，北京100084)摘要：镁合金压铸件中的压室预结晶组织及离异共晶组织对铸件最终使用性能有着重要的影响。针对冷室压铸工艺，采用AM60B镁合金研究不同低速速度及高速速度下压铸实验件的凝固组织特征。通过OM、EBSD、XRD、SEM及EDS等实验手段进行分析和定量统计。结果表明：在低速压射阶段，压室中熔

2、体的过热度消失，达到初生相形核条件；在高速充填型腔过程中，压室预结晶组织向铸件中心偏聚，使得其心部含量高于表层；同时，压铸件靠近浇口端压室预结晶组织含量高于远离浇口端；低速速度越小，压铸件中压室预结晶组织含量越高；高速速度越小，压铸件中压室预结晶颗粒越粗大，枝晶形貌越完整。在压铸凝固后期，初生口一Mg晶界处出现离异共晶组织，共晶．Mgl7A1l2相在压铸件中心及表层分别呈网状和粒状分布，且压铸件中心及缺陷带位置的共晶组织含量高于表层。关键词：AM60B镁合金；压铸；微观组织；预结晶组织；离异共晶中图法分类号：TG146．22文献标识码：A文

3、章编号：1002．185X(2012)09—1580—06随着镁的提炼及加工技术的发展，镁及镁合金已理地解释了压铸件中缺陷带的形成机制。由此可见，经成为继钢和铝之后的第三类金属结构材料，在全世压铸压室预结晶现象，不仅影响了压铸组织中晶粒形界范围内得到了迅猛发展【l一1。镁合金有着优良的压铸貌及大小分布，使得组织不均匀，从而直接影响压铸工艺性能，液态金属黏度低、流动性好、凝固快，且件的力学性能；而且增大了压铸件中形成缺陷带的可尺寸稳定性好，易于充填薄壁复杂型腔。因此，压铸能性，导致孔洞缺陷及偏析现象，大大降低了压铸件是镁合金最主要、应用最广泛

4、的成形工艺，在生产镁的强度。关于上述ESCs理论，国外其他研究组少见合金零部件方面具有显著的优势[钔。报道，国内则还未见相关研究工作的报道。镁合金压铸件的微观组织对最终使用性能有着另外，在压铸型腔冷却条件下(冷速高、凝固时重要的影响。因此，研究压铸工艺下镁合金微观组织间短)，以镁铝合金为例，由于远离平衡态凝固过程，的特征及演变规律，从而优化压铸工艺参数，有效地当合金中Al含量达到2％以上时，压铸凝固组织中即控制镁合金压铸件微观组织的形成过程，使铸件获得出现共晶组织[1引。镁合金压铸件中共晶组织的组成、优良的使用性能，具有重要的意义及价值【5

5、]。镁合金含量及分布形态，显著地影响了铸件的使用性能，特压铸组织不同于一般的铸造组织，其典型组织特征为别是塑性、抗蠕变性能及抗腐蚀性能等[14-16】。压铸件表层晶粒细小而均匀，靠近中心晶粒较粗大，基于以上论述，以AM60B镁合金为研究对象，且不均匀。Laukli等[6]基于冷室压铸工艺提出了压室采用OM、EBSD、XRD、SEM及EDS等实验手段进预结晶组织ESCsfExternallySolidifiedCrystals)理行分析和统计，研究压铸实验件不同低速速度及高速论，认为压铸件靠近心部形成的粗大枝晶组织，很大速度下的凝固组织特征及

6、演化规律，特别是针对晶粒一部分来源于压室中的预先形核及生长。随后，大小、压室预结晶组织以及共晶组织的含量和分布形Helenius[7】及Yamagata[8】等先后通过实验及模拟验证态等，以期更系统深入地理解压铸凝固过程，从而对了这一观点。Laukli[9,1~]及Cao[¨】等研究不同工艺下压铸实际生产具有一定的指导意义。压铸镁合金及铝合金中ESCs含量及分布形态，认为1实验压室填充率越低、熔体过热度越小，铸件中的ESCs含量就越高。基于压室预结晶理论，Dahle等[1]较合采用商用AM60B镁合金，其液相线温度为615收稿日期：2011

7、-09．20基金项目：国家高技术研究发展计划项目(2009AA03Z114)；国家科技重大专项项目(201IZX04014．052)；日本东洋机械金属株式会社国际合作项目(083000148)作者简介：吴孟武，男，1984年生，博士生，清华大学机械工程系，北京100084，电话：010．62789448，E．mail：wmw07@mails．tsinghua．edu．crl：通讯作者：熊守美，教授，E—mail：smxiong@tsinghua．edu．cn第9期吴孟武等：压铸镁合金AM60B的微观组织特征·1585·Microstruct

8、ureCharacteristicsofHighPressureDieCastAM60BMagnesiumAlloyWuMengwu，XiongShoumei(StateKeyL