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Al-Mg合金具有低密度、高比强度的优点,因而在工业生产中具有广阔的应用前景。本文以Al-10Mg合金为对象,系统研究了三类细化剂对Al-10Mg合金的晶粒细化行为,以及细化处理对合金性能和合金中p(Al3Mg2)相含量的影响。 利用高倍视频显微镜、电子探针、扫描电镜等测试手段研究了细化剂对Al-10Mg合金的细化特征。实验结果显示:Al-5Ti-1B、Al-5Ti-0.25C和Al-Ti-C-Ce三种中间合金对Al-10Mg合金均有良好的细化效果。加入0.1%Al-5Ti-1B可使合金晶粒尺寸由650μm细化到62μm;加入0.2%Al-5Ti-0.25C后合金平均晶粒尺寸可变为71μm;加入Al-Ti-C-Ce(加入量相当于0.2%Al-5Ti-0.25C+0.2%Ce,下同)可使合金晶粒尺寸降为80μm。随着保温时间的延长,三种细化剂均出现细化衰退现象,其中Al-5Ti-0.25C中间合金细化衰退现象较严重,而Al-Ti-C-Ce中间合金最轻。 通过显微硬度计测定了合金细化前后的显微硬度。实验结果表明:细化处理能显著提高合金的显微硬度,加入0.1%Al-5Ti-1B可使显微硬度提高9.2%,加入0.2%Al-5Ti-0.25C可提高12.6%,而加入Al-Ti-C-Ce可提高10.3%,可见加入Al-5Ti-0.25C能更有效的提高合金的显微硬度。 通过膨胀计测定了合金细化前后的热膨胀系数。实验结果显示:细化处理降低了合金的热膨胀系数。同时,与加入0.1%Al-5Ti-1B相比,加入0.2%Al-5Ti-0.25C中间合金细化的Al-10Mg合金具有更小的热膨胀系数,而加Al-Ti-C-Ce细化后的合金热膨胀系数与加Al-5Ti-0.25C的基本相同。 通过差示扫描量热仪(DSC)测定了合金细化前后的升温曲线和降温曲线。实验结果发现:升温曲线中第一峰的面积可用来表征Al-10Mg合金中β相的相对含量,加入0.1%Al-5Ti-1B和加入0.2%Al-5Ti-0.25C均能使第一峰面积大幅减小,而加入Al-Ti-C-Ce使第一峰面积增大。β相含量降低说明更多Mg以固溶原子形式存在于α-Al中,这对提高合金强度有重要作用,同时将使合金固溶处理时间缩短。 DSC降温曲线表明:加0.1%Al-5Ti-1B可使Al-10Mg合金共晶反应放热峰的面积大幅度减少,而加入0.2%Al-5Ti-0.25C,共晶反应放热峰完全消失,说明