镁合金的析出相强化效果差,制约着镁合金的更广阔应用,本研究拟采用强电磁场调控Mg-Al系镁合金的时效析出行为,使其向有利于强韧化方向进行。将(1)采用大型数值模拟软件ANSYS数值计算不同电磁场条件下镁合金内电场、磁场、温度场和能耗状况,设计定制电磁场热处理装置。(2)固溶处理时施加强低频电磁场、低频电磁场和直流电场产生的组合场,考察电磁场和工艺参数对微观组织形貌、尺寸、空位浓度、晶界相组成、晶内合金元素的饱和度和力学性能等影响规律。(3)分别采用单级和双级强电磁场时效处理,考察电磁场和工艺参数与各类析出相形态、尺寸、数量、分布、晶体学结构和力学性能之间的关系。(4)研究电磁场作用下镁合金固溶和时效析出的热力学和动力学机制,建立相应理论模型。通过以上研究,获得一种镁合金电磁场热处理工艺技术原型,促进有利于强韧化的析出相析出,提高时效状态下的强化效果。
镁合金的析出相强化效果差,制约着镁合金的更广阔应用。本项目主要研究强静磁场(最大磁场强度12T)与交变磁场(最大磁场强度0.8T)对AZ91镁合金热处理过程中所发生固态相变的影响及其作用机理,为将磁场应用于调控镁合金热处理组织性能提供理论依据及实践借鉴。(1)设计制作了电磁场热处理装置。(2)研究强磁场作用下Mg-Al扩散偶扩散相层的生长规律,证明强静磁场减慢了Mg-Al二元扩散偶系统内原子的扩散,而交变磁场加快了系统内的原子扩散。(3)静磁场及交变磁场下AZ91铸态组织的固溶行为,表明强静磁场下初生Mg17Al12相溶解速度慢,对晶界迁移的拖曳作用强,而交变磁场提高Mg17Al12初生第二相的固溶速度。(3)研究了强静磁场、交变磁场及常规条件下AZ91时效行为。表明强静磁场下非连续析出胞转变速度减慢,而交变磁场下非连续析出胞的转变速度增加,且静磁场下非连续析出胞反应界面平均迁移速度及非连续析出胞形核率均较小,静磁场对连续析出的竞争力提高有利,交变磁场对提高非连续析出竞争力有利。(4)研究电磁场作用下镁合金固溶和时效析出的热力学和动力学机制,建立了相应理论模型。