电磁铸造镁合金大规格板坯的宏观偏析与宏观组织.PDF

第45 卷 第9 期 稀有金属材料与工程 Vol.45, No.9 2016 年 9 月 RARE METAL MATERIALS AND ENGINEERING September 2016 . 电磁铸造镁合金大规格板坯的宏观偏析与宏观组织 胡文义，乐启炽，刘 轩，张志强，宝 磊，崔建忠 (东北大学 材料电磁过程研究教育部重点实验室，辽宁 沈阳 110819) 摘 要：研究了不同铸造速度下截面尺寸为300 mm ×800 mm 的AZ31 镁合金大规格板坯的宏观偏析及宏观组织。结果 表明，偏析区域出现在距离板坯表面20~30 mm 范围内，板坯心部偏析小。宏观组织可分为表面激冷区，粗大柱状晶区 和内部等轴晶区。低速铸造可减轻宏观偏析，随铸造速度增加，整体晶粒尺寸先增大后减小，表面柱状晶区宽度减小。 高速铸造时晶粒尺寸小，但不均匀。合理的铸造速度为32 mm/min 。 关键词：大规格镁合金板坯；铸造速度；宏观偏析；宏观组织 + 中图法分类号：TG 146.2 2 文献标识码：A 文章编号：1002- 185X(2016)09-2434-05 镁合金凭借多种优越性能在汽车、航空航天及 3C 然后熔体经分流槽出口流入结晶器内。待稳定后在结 [1,2] 产品等工业中有着广阔的商业前景 。近年来，随着 晶器上方安放保护罩，防止熔体氧化和保护气散失。 镁合金应用领域的不断扩展，市场对于镁合金板材的需 本实验采用铝制内套结晶器，电磁线圈置于结晶 [3-9] 求日趋旺盛 。宽幅镁合金板材主要通过开坯轧制法 器水箱内部，并由电源系统提供频率为 15 Hz，强度 生产，因此获得质量合格的大规格镁合金板坯是保证板 为 175A 的交流电。实验过程中保持其他条件不变， [7] 材质量的首要因素 。半连续铸造是生产镁合金板坯的 仅改变铸造速度。 主要方式，实际生产中主要通过调节工艺参数控制锭坯 板坯截面尺寸及形状如图 1 所示。图中黑色实线 质量。对于大规格镁合金板坯，其质量对工艺条件的变 为元素分布测量和宏观组织观察的位置及方向，位于 化更加敏感，工艺条件不当时极易引起晶粒粗大、热裂、 截面上厚度及宽度方向的中心。 冷裂、缩孔和疏松等缺陷[10,11] 。 沿板坯横截面的边部至心部取样，经水砂纸磨、 近年来，国内外学者对镁合金的半连续铸造过程进 机械抛光、腐蚀后进行宏观组织观察。腐蚀剂由苦味 行了大量的研究，取得了一定成果。新的方法和技术不 酸3 g ，乙醇50 mL ，蒸馏水5 mL ，冰乙酸2 mL 组成。 断地应用于生产过程中[10,12- 15] 。通过大量的研究，镁合 通过体视显微镜拍摄宏观组织。采用化学分析的方法 金半连续铸造锭坯的质量不断提高。但是研究所针对的 测定元素Al 、Zn 和Mn 在铸锭横截面上的分布情况。 锭坯截面尺寸主要集中在600 mm 以下的圆坯，对于更