铸造Mg-Al-Zn合金的成分、相组成与凝固路径的关系

金属学报

2009, Vol. 45

Issue (11): 1396-1401

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铸造Mg-Al-Zn合金的成分、相组成与凝固路径的关系

谢玉¹⁾; 张燕²⁾; 陈荣石¹⁾; 韩恩厚¹⁾

1) 中国科学院金属研究所金属腐蚀与防护国家重点实验室; 沈阳 110016
2) 中国兵器工业第五九研究所; 重庆 400039

RELATIONSHIP OF COMPOSITIONS, PHASE CONSTITUENTS AND SOLIDIFICATION PATHS OF CASTING Mg-Al-Zn ALLOYS

XIE Yu¹⁾; ZHANG Yan²⁾; CHEN Rongshi¹⁾; HAN Enhou¹⁾

1) State Key Laboratory for Corrosion and Protection; Institute of Metal Research; Chinese Academy of Sciences; Shenyang 110016
2) No.59 Institute of China Ordnance Industry; Chongqing 400039

引用本文:

谢玉张燕陈荣石韩恩厚. 铸造Mg-Al-Zn合金的成分、相组成与凝固路径的关系[J]. 金属学报, 2009, 45(11): 1396-1401.
. RELATIONSHIP OF COMPOSITIONS, PHASE CONSTITUENTS AND SOLIDIFICATION PATHS OF CASTING Mg-Al-Zn ALLOYS[J]. Acta Metall Sin, 2009, 45(11): 1396-1401.

全文: PDF(908 KB)

摘要:

采用SEM, EDS和XRD研究了几种Mg-Al-Zn合金的成分、相组成与凝固路径的关系. 结果表明, Mg-Al-Zn合金的相组成与Zn/Al质量比有关；随着Zn/Al比值的增加, 第二相γ-Mg₁₇Al₁₂的数量减少, 逐渐被Φ-Mg₂₁(Zn, Al)₁₇ 取代, 直至完全消失. 通过搜集合金中可能存在的各相的热力学模型, 运用Pandat热力学计算软件平台, 计算并比较了平衡和非平衡(Scheil模型及金属型铸造)条件下合金的成分、相组成与凝固路径的关系. 结果表明, 金属型铸造的凝固过程偏离平衡凝固过程, Scheil模型很好地解释了大多数合金铸造组织的相组成; 但是由于Scheil模型不考虑有固相作为反应物参与的包晶反应, 对 ZA65合金凝固路径和相组成的预测结果与实际铸造组织的相组成不符.

关键词 ： Mg-Al-Zn合金, 相平衡热力学, 显微组织, 凝固路径

Abstract：

Casting Mg-Al-Zn alloys are promising for the automotive components loaded under both high strength and high ductility, as well as under high temperatures. The relationship of compositions, phase constituents and solidification paths of casting Mg-Al-Zn alloys were investigated by SEM/EDS, XRD and thermodynamic calculations. It is shown that the phase constituents of Mg-Al-Zn alloys are related to Zn/Al ratio; with the Zn/Al ratio increasing, the secondary phase γ-Mg₁₇Al₁₂ is gradually replaced by Φ-Mg₂₁(Zn, Al)₁₇ and eventually disappears completely. The phase consituents and solidification paths of the alloys under various conditions, including equilibrium, Scheil and permanent mould casting, were examined by thermodynamic calculation software Pandat with the availability of thermodynamic description of Mg-Al-Zn ternary system. The practical casting process deviates from the equilibrium; however, the practical phase constituents of the experimental alloys except ZA65 can be predicted by the Scheil model. Because of no considering the peritectic reaction in which solid participates as reactant, the Scheil model can not correctly predict the phase constituents of ZA65 alloy under permanent mould casting condition.

Key words： Mg-Al-Zn alloy phase equilibrium thermodynamics microstructure solidification path

收稿日期: 2009-05-19

ZTFLH:

TG146.2

基金资助:

国家自然科学基金项目50574086和国家重点基础研究发展计划项目2007CB613704资助

作者简介: 谢玉, 女, 1984年生, 硕士生

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