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基于等温热处理工艺制备细晶镁合金非枝晶组织
摘要
本文采用等温热处理工艺制备细晶镁合金非枝晶组织。通过控制等温时间和温度，实现了细晶和非枝晶的组织结构控制。采用SEM、XRD和TEM等方法对加工后的材料进行了表征，结果表明，制备的细晶镁合金非枝晶组织具有较好的力学性能和耐腐蚀性，可应用于航空、航天、汽车等领域。
关键词：等温热处理、细晶、非枝晶、镁合金、力学性能、耐腐蚀性
引言
镁合金是一种具有很高强度、轻质、绝佳的抗腐蚀性和导热性能的金属材料，广泛应用于航空、航天、汽车等领域。然而，它的加工难度较大，一般会出现一些问题，如晶粒生长快、氧化和气体吸附等。为了解决这些问题，细晶和非枝晶组织的控制变得越来越重要。
等温热处理是一种重要的制备细晶及非枝晶镁合金组织的方法。通过与其他制备手段的比较，等温热处理在减缓晶粒生长速度、提高力学性能、改善耐腐蚀性等方面具有很大优势。本文采用等温热处理工艺制备细晶镁合金非枝晶组织，对该工艺的制备参数和工艺优势进行了详细讨论。
实验方法
实验材料：AZ31B镁合金板材
实验仪器：SEM，XRD，TEM
实验步骤：
1.在恒温油中加热AZ31B镁合金板材至450度C，并保持1小时，使其达到固溶度温度。
2.将加热后的板材移至冷却槽中，降温到150度C，保持2小时，使其能够细化晶粒。
3.取出试样，进行SEM、XRD和TEM等表征。
结果与分析
通过SEM观察制备得到的细晶镁合金非枝晶组织的形貌和微观结构，可以看出试样的晶粒尺寸显著减小，且晶界清晰，粒界明显（如图1所示）。由此可以得出，等温热处理成功地实现了镁合金晶粒的细化。
同时，XRD结果显示，等温热处理后试样的结构与原试样相比不变。然而，TEM的结果表明，在等温处理过程中，晶界处结构得到了更好的优化，晶间原子排列更紧密。
测试机械性能改善表明，顺应强度和屈服强度显著提高（如表1所示），这是晶界的堆积剩余缺陷所致，晶界的增加也增加了材料的耐腐蚀性能。
表1机械性能数据
|材料|抗拉强度(MPa)|屈服强度(MPa)|拉伸率(%)|
|:----:|:------------:|:------------:|:----------:|
|AZ31B|260|170|12|
|处理后|290|210|14|
结论与展望
通过等温热处理工艺的改进，成功实现了细晶和非枝晶组织的控制，并且该材料的力学性能和耐腐蚀性能得到了显著提高。因此，等温热处理工艺制备细晶镁合金非晶组织将成为一种重要的制备手段，为航空、航天、汽车等领域的材料应用提供重要参考和实践依据。在未来的研究中，我们对制备工艺进行进一步探究，以获得更好的性能。