金屬化合物對鑄態Mg-Al合金晶粒細化的作用機制

《金屬化合物對鑄態Mg-Al合金晶粒細化的作用機制》是依託重慶大學，由蔣斌擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：金屬化合物對鑄態Mg-Al合金晶粒細化的作用機制
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：蔣斌
• 依託單位：重慶大學

中文摘要

鎂合金的力學性能低於鋼鐵和鋁合金，但鎂合金的晶粒細化對力學性能的貢獻優於鋁合金和鋼鐵材料。Mg-Al系鎂合金作為套用最廣泛的鎂合金材料，需要探索具有穩定晶粒細化效果的新型金屬化合物。在此背景下，本項目以金屬化合物資料庫為基礎，將邊-邊匹配模型晶體學計算和界面潤濕行為表征相結合，研究與設計具有晶粒細化效果的新型金屬化合物的成分與結構、表征金屬化合物與鎂熔體間的界面潤濕行為，研究金屬化合物在含Al鎂合金熔體中的特徵參量控制機理，採用HRTEM研究確定金屬化合物與鎂基體之間的界面結構與晶體學位向關係，從而弄清金屬化合物與鎂基體之間的晶體學關係、界面行為以及它們與含Al鎂合金晶粒尺寸演變之間的內在聯繫，獲得對含Al鎂合金具有良好晶粒細化效果的金屬化合物。

結題摘要

Mg-Al鑄造鎂合金作為套用最廣泛的鎂合金材料，需要探索具有穩定晶粒細化效果的新型金屬化合物。為此，本項目主要研究金屬化合物的設計及其與鎂熔體的界面行為表征、金屬化合物對鑄態鎂合金晶粒尺寸的影響與控制機制、金屬化合物在鎂熔體中的形成過程與控制動力學、金屬化合物與鎂基體之間的界面結構與晶體學位向關係的表征與確定等重點內容。通過晶體學計算、反應合成與控制、化合物穩定性及其與基體界面的表征等系統研究，在異質形核金屬化合物設計、異質形核機理等方面取得了重要成果。獲得了Al2Ca、CaMgSn、Al2Y、Al2Ce等4種具有良好晶粒細化效果的金屬化合物種類，鎂合金鑄態晶粒尺寸細化效果超過50%，特別是Al2Y化合物，不僅鑄態晶粒細化效果好，還具有很好的高溫穩定性。深入研究了Al2Y化合物與不同Y含量鎂基體間的擴散行為和界面特徵，及其與基體間的位向關係，初步揭示了Al2Y化合物的晶粒細化機理及其適用基體，為鎂合金晶粒細化提供了新的思路。