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1、·286·鎏篙帥羔Mar．2017VOI。66NO．3冷卻速度對(duì)ZM5鎂合金凝固組織與性能的影響劉艷輝，毛紅奎，劉佩葉，徐宏(中北大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，山西太原030051)摘要：采用溫度采集儀測(cè)定砂型(含20mlTl厚的冷鐵和10mln厚的冷鐵)、金屬型(銅模和鋼模)在鎂合金凝固階段的平均冷卻速率，分析了冷卻速度對(duì)ZM5鎂合金鑄態(tài)組織、相組成和力學(xué)性能的影響，以獲得鑄錠晶粒尺寸、抗拉強(qiáng)度、硬度與凝固冷卻速度之間的影響關(guān)系。研究結(jié)果表明，在砂型III區(qū)(含10nlin厚的冷鐵)條件下，其冷卻速度最慢，為2．94。C／s；在金屬型銅模鑄造條件下，其冷卻速度最快，為7．88
2、。C／s。ZM5鎂合金其微觀組織主要是d—Mg和第二相Mg。7Al。：。隨著冷卻速度的不斷提高，鎂合金晶粒明顯細(xì)化，第二相分布更加彌散、均勻，合金的硬度、抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率也明顯提高。關(guān)鍵詞：冷卻速度；晶粒尺寸；微觀組織；力學(xué)性能中圖分類號(hào)：TGl46．2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1001—4977(2017)03—0286—05TheEffectofCoolingRateonMicrostructureandMechanicalPropertiesonZM5MagnesiumAlloyLILTYan—hui，MAOHong-kui，LIUPei—ye，XUHong(Coll
3、egeofMaterialScienceandEngineering，NorthUniversityofChina，Taiyuan030051，Shanxi，China)Abstract：Theaveragecoolingrateinsolidificationofsand(including20mmthickand10mmthickchill1．a(chǎn)ndmetal(steelandcoppermold)iSstudiedbytemperaturerecorder．AnalysistheeffectofcoolingrateonZM5magnesiumalloyincast
4、microstructure，phasecompositionandmechanicalproperties，inordertoobtaintherelationshipinthegrainsize．thetensilestrength。hardnessandsolidificationcoolingrate．Theresearchindicatesthatthecoolingrateis2．94℃／sintheareaunderthesandIII(including10IrUTIthickchill)conditions；thecoolingrateis7．88℃／s
5、inmetalcoppercold．ThemicrostructureofZM5magnesiumalloyismainly僅-Mg,andthesecondphaseisMgl7A112．Withthecontinuousincreaseofcoolingrate，magnesiumalloygrainisrefined,thesecondphasedistributionismorediffuse，thehardness，thetensilestrengthandelongationofthealloyhasimprovedmarkedly．Keywords：cool
6、ingrate；grainsize；microstmcture；mechanicalproperties鎂合金是目前工程應(yīng)用中最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，具有比強(qiáng)度高、比剛度高、減震性好、可回收性和易切削加工性等優(yōu)點(diǎn)【1】，在航空工業(yè)、汽車工業(yè)和電子通訊等方面的應(yīng)用Et益廣泛[2-3]。然而，鎂合金固液溫度區(qū)間間隔大，凝固過程中易產(chǎn)生縮松、氣孔、裂紋等缺陷，加之鎂合金易燃的特性，使鑄造出合格產(chǎn)品的成本大大增加。隨著鎂合金鑄件的應(yīng)用日益廣泛M，對(duì)鑄件質(zhì)量要求越來越高，而鑄件質(zhì)量與鑄造凝固冷卻過程息息相關(guān)。因此，本試驗(yàn)研究不同冷卻速度下的鑄錠組織與性能，以獲得鑄錠晶粒尺寸、抗拉強(qiáng)度、
7、硬度與凝固冷卻速度之間的影響關(guān)系顯得非常重要。1試驗(yàn)條件試驗(yàn)所用合金為工業(yè)鑄錠，其化學(xué)成分見表1。首先將經(jīng)過機(jī)械打磨過后的ZM5鎂合金裝入鎂合金熔煉爐內(nèi)。為避免鎂合金在熔煉過程中揮發(fā)燒損，爐膛內(nèi)充人N：、CO：、SF。的混合氣體作為保護(hù)氣。730℃精煉，精煉后保溫15min。720℃澆入不同冷卻速度的鑄型中，分別是階梯形樹脂砂型(含20mm厚冷鐵和含10mln厚冷鐵)、金屬型(鋼和銅)。其砂型型腔和金屬型型腔如圖1所示(測(cè)溫位置如圖)。冷鐵為350mnlx140film，大冷鐵厚20mill，小冷鐵厚10mlTl。采用溫度采集
