鑄造Mg-Y-Gd(-Nd)系鎂合金的凝固路徑、凝固組織及鑄造缺陷形成機(jī)制中期報告

鑄造Mg-Y-Gd(-Nd)系鎂合金的凝固路徑、凝固組織及鑄造缺陷形成機(jī)制中期報告一、凝固路徑Mg-Y-Gd(-Nd)系鎂合金的凝固路徑主要通過鑄造過程中的溫度-時間曲線來描述。一般而言，該合金的凝固過程可分為以下三個階段：1.液相凝固階段：鑄造開始后，合金完全處于液態(tài)狀態(tài)，開始進(jìn)行凝固。在這個階段，溫度下降緩慢，合金的成分保持穩(wěn)定。2.亞穩(wěn)態(tài)階段：當(dāng)溫度下降到一定程度時，合金開始分別形成一些含有薄壁、扇形或板條狀的亞穩(wěn)相。這階段的凝固速率增加，同時合金開始產(chǎn)生一些氣孔和夾雜。3.穩(wěn)態(tài)階段：隨著溫度的繼續(xù)下降，亞穩(wěn)相向著最穩(wěn)定的晶體無序固溶體或相轉(zhuǎn)變。在這個階段，合金的凝固速率進(jìn)一步增加，但是缺陷的形成會逐漸減少。二、凝固組織Mg-Y-Gd(-Nd)系鎂合金的凝固組織主要包括兩個方面：組織類型和相分布。1.組織類型該合金的凝固組織主要分為以下四種類型：（1）純Mg晶體：在高溫液相凝固階段，合金開始形成一些大尺寸的純Mg晶體，這些晶體通過沉積作用在晶粒間隼循環(huán)運(yùn)動，最終被固定在固態(tài)組織中。（2）包晶Mg-Y二次相：在亞穩(wěn)態(tài)階段，合金分別形成一些含有薄壁的板條狀或扇形的Mg-Y二次相，這些物質(zhì)包裹在晶粒表面或者晶界上。（3）基質(zhì)晶粒：在晶界和包晶物質(zhì)的作用下，合金的基質(zhì)晶粒逐漸生長，并形成不同類型的晶粒。（4）亞穩(wěn)相成分：隨著溫度的進(jìn)一步降低，Mg-Y-Gd(-Nd)系合金經(jīng)歷了一些晶體無序固溶體或相轉(zhuǎn)變，并在穩(wěn)態(tài)階段形成均勻細(xì)小的晶粒。2.相分布合金的相分布通常是指各種細(xì)化相的分布、數(shù)量和形態(tài)。在Mg-Y-Gd(-Nd)系合金中，主要有以下兩類相：（1）Mg-Y二次相：該二次相通常位于晶界和包晶物質(zhì)上，主要分布在亞穩(wěn)態(tài)階段的液態(tài)中。（2）Mg-Gd(-Nd)相：這些相主要分布在合金的穩(wěn)態(tài)階段中，包括Mg3Gd和Mg12Nd等。三、鑄造缺陷形成機(jī)制Mg-Y-Gd(-Nd)系鎂合金存在一些常見的鑄造缺陷，比如氣孔、裂紋、夾雜等。缺陷的形成機(jī)制主要與合金的物理和化學(xué)性質(zhì)有關(guān)。1.氣孔氣孔是在液態(tài)凝固過程中出現(xiàn)的一種常見缺陷。合金中的氧化物和氫氣是形成氣孔的主要因素。當(dāng)Mg-Y-Gd(-Nd)系合金在液態(tài)凝固時，液態(tài)以及形成的固體中會包含一些氧化物和氫氣。這些氧化物和氫氣在凝固過程中難以擴(kuò)散和避免，導(dǎo)致氣體的固定和積聚，從而形成氣孔。2.裂紋裂紋是另一種常見的缺陷類型。裂紋的形成機(jī)制通常涉及熱應(yīng)力、冷卻速率和合金結(jié)構(gòu)等多種因素。在Mg-Y-Gd(-Nd)系合金的鑄造過程中，合金的溫度變化會導(dǎo)致合金中產(chǎn)生不同的熱應(yīng)力，這可能會引起一些裂紋。3.夾雜夾雜是指鑄造過程中存在的一些異物。Mg-Y-Gd(-Nd)系合金中的夾雜物主要由氧化物和硅