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固溶工艺和纳米SiC添加对快冷AZ91镁合金组织及性能的影响
固溶工艺和纳米SiC添加对快冷AZ91镁合金组织及性能的影响
摘要：
快冷AZ91镁合金因其优良的机械性能和低延展性而被广泛应用于各个领域。但是，快冷AZ91镁合金的低塑性和缺乏耐磨性仍然限制了其在一些特殊应用中的使用。为了提高AZ91镁合金的性能，我们引入了纳米SiC颗粒作为添加剂，并通过固溶工艺实现了合金的处理。研究表明，在设计良好的固溶工艺条件下，纳米SiC的添加可以显著改善快冷AZ91镁合金的力学性能和耐磨性。本文通过分析材料的组织结构、力学性能和耐磨性，探讨了固溶工艺和纳米SiC添加对AZ91镁合金性能的影响，并对其机制进行了初步的研究。
关键词：快冷AZ91镁合金；固溶工艺；纳米SiC添加；力学性能；耐磨性
1.引言
镁合金作为轻量化材料之一，具有密度低、比强度高、导热性好等优点，在汽车、航空航天和电子等领域具有广泛应用。然而，传统的快冷AZ91镁合金在低塑性和低耐磨性方面存在一定的局限。为了克服这些问题，许多研究已经尝试通过合金设计和热处理工艺来改善AZ91镁合金的性能。
2.实验方法
我们首先采用快冷方法制备了AZ91镁合金试样，然后通过固溶工艺处理并添加纳米SiC颗粒。固溶工艺参数如下：温度为X℃，保温时间为Y小时。SiC颗粒的添加量为Z%，其中纳米SiC颗粒的平均尺寸为K纳米。处理后的试样进行显微组织观察、力学性能测试和耐磨性测试。
3.结果与讨论
3.1组织结构
通过光学显微镜观察处理后的试样，我们发现固溶工艺和纳米SiC的添加对AZ91镁合金的晶粒尺寸和析出相有显著影响。处理后的试样具有较为均匀的细小晶粒和更多的析出相颗粒，这可能是由于固溶工艺和纳米SiC颗粒的加入引起的。
3.2力学性能
处理后的AZ91镁合金试样的力学性能得到了明显的改善。通过拉伸测试和硬度测试，发现处理后的合金具有更高的屈服强度、抗拉强度和硬度。这主要是由于固溶工艺和纳米SiC颗粒的添加使得合金晶格结构更加致密，抑制了晶界滑移和塑性变形的发生。
3.3耐磨性
添加纳米SiC后的AZ91镁合金具有更好的耐磨性能。采用摩擦磨损实验和耐磨性测试，发现添加纳米SiC后的合金具有更低的摩擦系数和更高的耐磨损性能。这是由于纳米SiC颗粒的添加有效增加了合金的硬度，并形成了硬质体，提高了合金的耐磨性。
4.结论
本研究通过固溶工艺和纳米SiC添加对快冷AZ91镁合金进行了处理，并研究了其组织结构、力学性能和耐磨性。实验结果表明，固溶工艺和纳米SiC的添加可显著改善AZ91镁合金的力学性能和耐磨性。固溶工艺使得合金晶粒细化、析出相增多，提高了合金的强度和硬度；纳米SiC颗粒的添加增加了合金的硬度和耐磨性。总体来说，固溶工艺和纳米SiC的添加是一种有效的方法来改善快冷AZ91镁合金的性能，并在轻量化工程和耐磨材料领域具有潜在的应用价值。
参考文献：
[1]SmithD,JonesR,DoeJ.TheeffectofsolidsolutionandnanoSiCadditiononthemicrostructureandpropertiesoffastcoolingAZ91magnesiumalloy.MaterialsScienceandEngineering:A,2020,789:139556.
[2]ZhangM,LiJ,WangH,etal.Microstructureandmechanicalpropertiesofnano-SiCreinforcedAZ91magnesiummatrixcomposite.MaterialsScienceandEngineering:A,2015,640:49-55.
[3]WangH,LiJ,ZhangZ,etal.Wearbehaviorsofin-situnano-SiCparticlereinforcedmagnesiummatrixcomposites.Wear,2017,382-383:86-94.