试验确定AZ91/SiC复合材料异质形核模型中决定于SiC质量分数和过冷度的晶粒密度函数

镁合金及其复合材料作为重要的轻质材料在汽车和航空工业中的应用一直引人注目。由于镁不能形成任何稳定的碳化物,SiC颗粒被大量用于增强镁基复合材料。AZ91/SiC复合材料凝固后固态晶粒密度NV是合金液态最大过冷度ΔT的函数。这类函数决定于异质形核位置特征与合金中存在的SiC数量。本文的目的是为描述初生相晶粒密度与过冷度关系的模型选择参数。这一模型与基于化学元素扩散和晶界动力学的结晶模式有关,能够用于预测铸件质量及其显微组织。形核模型通常有未知确切值的参数,甚至其物理意义都是待讨论的,对试验数据进行分析之后可以获得这些参数。制备了SiC强化的AZ91合金基复合材料,其中SiC颗粒含量分别为0、1%、2%、3%和4%(质量分数)。把这种复合材料铸造成具有4种厚度的试验板。从热电偶测温点附近获取数据,分析不同复合材料与不同厚度试板的过冷度及其对晶粒尺寸的影响。显微组织和热分析给出的一套数据建立了晶粒尺寸与SiC颗粒质量分数及过冷度联系,这些数据用于近似形核模型的参数调节。获得的模型在模拟复合材料显微组织方面是非常有用的。