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Si对快速凝固AZ91镁合金组织和性能影响的研究
摘要：
本文主要探究快速凝固对AZ91镁合金组织和性能的影响，包括快速凝固的定义、快速凝固对组织和性能的影响机制、快速凝固对AZ91镁合金组织和性能的影响以及未来研究方向等。
关键词：快速凝固；AZ91镁合金；组织；性能；影响机制
正文：
一、快速凝固的定义
快速凝固是指材料在非平衡状态下通过各种方式进行快速凝固处理，以获得具有不同于普通材料的特殊性能的材料加工方式。快速凝固技术具有可控性高、从液态到固态的热历史短等特点，可以通过改变冷却速率、凝固过程中的热处理、合金化等方法来调控合金的组织和性能。
二、快速凝固对组织和性能的影响机制
快速凝固会对合金的组织和性能产生影响，主要机制如下：
1.改变凝固方式
快速凝固可以调节凝固方式，将合金从传统的持续固态凝固改为快速凝固，使得合金的组织结构更加均匀致密，晶粒尺寸更小，晶界数量更多，这将在一定程度上提高合金的强度和韧性。
2.抑制晶化过程
快速凝固可以使得合金在非平衡状态下快速凝固，进而抑制了晶化过程，防止晶粒再生长，得到更小的晶粒，提高了材料的力学性能。
3.逆转相变
快速凝固的过程中，由于快速冷却，原本与平衡态相不稳定的相也能够可靠地存在并得到应用。所以，在快速凝固合金中，逆转相变也是常见的过程之一。通过逆转相变，可以得到不同于均匀固溶体或分解产物的复杂多相组织，以及更加多样化和多功能化的性能。
三、快速凝固对AZ91镁合金组织和性能的影响
研究表明，快速凝固处理对AZ91镁合金的组织和性能具有显著的影响，主要表现为以下几个方面：
1.组织方面
快速凝固处理能够使AZ91镁合金急速凝固，防止晶粒再生长，得到更加均匀致密的晶粒，并且提高了晶界密度。同时，快速凝固还能够抑制镁合金的固溶体中共存亚稳相的形成，使得合金的纯度更高。
2.机械性能方面
与传统工艺制备AZ91镁合金相比，快速凝固合金的抗拉强度、屈服强度、断裂韧性和疲劳寿命等性能都得到了显著提高。其中，抗拉强度和屈服强度的提升幅度最大，可分别提高至230MPa和140MPa以上，而断裂韧性和疲劳寿命可以提高20%以上。
3.耐腐蚀性能方面
快速凝固AZ91镁合金的耐腐蚀性能也得到了显著提高，流延法制备的快速凝固AZ91合金在强酸和强碱环境中的腐蚀性能分别比普通AZ91镁合金好10倍和4倍。
四、未来研究方向
随着快速凝固技术的不断发展，今后还可以在以下几个方面深入研究：
1.探究快速凝固参数如冷却速率、加热温度和降温速率等对AZ91镁合金组织和性能的影响规律，以寻求最佳的快速凝固工艺参数。
2.研究快速凝固AZ91镁合金的力学性能和耐腐蚀性能之间的关系，并探究其物理机制。
3.研究快速凝固AZ91镁合金在高温、高压等极端环境下的应用前景，以推广对这种材料的应用。
结论：
快速凝固技术能够显著改善AZ91镁合金的组织和性能，使得材料的硬度、强度、韧性和耐腐蚀性能得到了明显提高。今后还需在快速凝固参数规律、力学性能和耐腐蚀性能关系的物理机制以及高温高压等极限应用等方面深入研究，以推动AZ91镁合金作为材料的应用领域的发展。