DOC《Mg-Cu合金共晶组织形貌及CuMg2的小平面特性》

Mg-Cu合金共晶组织形貌及CuMg2的小平面特性 唐玲 (陕西理工学院 材料学院,陕西 汉中 723003) 摘要:利用OM和SEM等观察不同铜含量Mg-Cu合金的铸态共晶组织形貌,探讨不同共晶组织的形成机理及CuMg2相的小平面特性.

结果表明,Mg-Cu亚共晶合金中共晶组织的数量随铜含量的增加逐渐增加,初生相数量减少,且在Mg-15%Cu合金中出现了晕圈组织.在Mg-Cu合金系中有CuMg2和Cu2Mg两种金属间化合物相,CuMg2以有棱有角的小平面生长,而Cu2Mg以非小平面生长. 关键词:Mg-Cu合金;

Cu2Mg;

CuMg2;

形貌;

小平面;

非小平面 中图分类号:TG164.4 文献标志码:A 文章编号:1007-7545(2013)04-0000-00 Eutectic Morphology of Mg-Cu Alloy and Faceted Characteristic of CuMg2 Phase TANG Ling (Material College, Shannxi University of Technology, Hanzhong 723003, Shannxi, China) Abstract: Eutectic morphologies of as-cast Mg-Cu alloys with different copper content were observed with optical microscope(OM) and scanning electron microscope (SEM). The formation mechanism of eutectic structure and faceted characteristic of CuMg2 phase were described. The results show that in hypoeutectic Mg-Cu alloys, the eutectic microstructures enriches and the primary phases declines with increase of copper content, and haloes structure in Mg-15%Cu alloy occurs. There are two intermetallic phases, i.e. CuMg2 and Cu2Mg phase in Mg-Cu alloys. The growth mechanism of CuMg2 phase is facet with edges and corners, while that of Cu2Mg phase is smooth non-facet. Key words: Mg-Cu alloy;

Cu2Mg;

CuMg2;

microstructure;

facet;

non-facet 受合金组成及凝固条件的影响,共晶合金比单相合金的凝固过程要复杂[1-5].金属―金属间化合物共晶合金的研究日益成为热点,如Nb-Nb5Si[6]、Ni-Ni3Al[7-8]、Bi-MnBi[9-10]等.此类合金具有很高的强硬度和熔点及其他特殊性能[11-13].这种性能往往是通过共晶合金中金属间化合物对合金起到增强相来实现的.因此,应尽可能提高其在合金中的体积分数,通常是通过选择共晶点附近的成分来达到.这类合金在凝固时,在共晶组织析出前有粗大的金属间化合物相(初生相)析出,不仅割裂了基体的连续性,而且还会影响合金的最终凝固组织.所以,要制备性能优异的非共晶成分的共晶复合材料,就必须了解金属间化合物的凝固行为和凝固结晶的机理.本文对铜含量不同的Mg-Cu合金的共晶析出方式及形貌进行研究,并考察CuMg2的小平面特征.

1 试验方法 选用工业纯镁锭(99.7%)和紫铜棒(99.7%)在5 kW井式坩埚电阻炉内熔炼5种成分的Mg-Cu合金,铜质量分数(下同)分别为:15%、25%、30%、45%、70%、75%.保护剂采用RJ-2熔剂,并通氩气保护,静置时间15 min,浇铸温度取合金的液相线温度+100 ℃,金属型铸造.试样经磨制抛光后用柠檬酸水溶液腐蚀,用JSM-6390Lv扫描电镜进行组织观察.

2 试验结果及分析 2.1 不同铜含量合金的共晶组织形貌 根据Mg-Cu合金相图[14]:Mg-Cu合金系共有3个共晶点,分别为Mg-38%Cu(共晶温度485 ℃),Mg-66%Cu(共晶温度552 ℃),Mg-90%Cu(共晶温度722 ℃).但由于Mg-90%Cu共晶温度超过镁的熔点,普通坩埚电阻炉无法实现,故本试验采用的合金成分点主要在Mg-38%Cu和Mg-66%Cu左右.图1为不同铜含量合金在同一部位处的铸态显微组织. 收稿日期:2012-09-19 基金项目:陕西省科技厅基金项目(2011JE009) 作者简介:唐玲(1979-),女,陕西汉中人,硕士,讲师. (a)-15%Cu;