EffectofAl-5Zr-1.1BGrainRefineronMicrostructureandMechanicalPropertiesofAZ91DMagnesiumAlloy

《Effect of Al-5Zr-1.1B Grain Refiner on Microstructure and Mechanical Properties of AZ91D Magnesium Alloy》是一篇研究镁合金AZ91D在添加Al-5Zr-1.1B晶粒细化剂后微观结构和力学性能变化的论文。该论文旨在探讨晶粒细化对镁合金性能的影响，为镁合金在工业中的应用提供理论支持和实践指导。

AZ91D是一种常见的镁合金，广泛应用于汽车、航空航天以及电子设备等领域。由于其密度低、比强度高，因此具有良好的应用前景。然而，AZ91D镁合金在铸造过程中容易形成粗大的晶粒结构，导致材料的力学性能较差，尤其是延展性和韧性不足。为了改善这一问题，研究人员尝试通过添加晶粒细化剂来优化其微观组织。

本文中所使用的晶粒细化剂是Al-5Zr-1.1B。这种添加剂能够有效抑制镁合金在凝固过程中的晶粒生长，从而获得更细小的晶粒结构。Al-5Zr-1.1B的加入不仅影响了镁合金的晶粒尺寸，还可能改变其相组成和析出行为，进而对材料的力学性能产生重要影响。

研究方法主要包括实验制备和性能测试两个部分。首先，作者通过熔炼和铸造工艺制备了不同含量Al-5Zr-1.1B的AZ91D镁合金试样。然后，利用光学显微镜（OM）和扫描电子显微镜（SEM）对试样的微观组织进行了表征，分析了晶粒尺寸、晶界形态以及第二相的分布情况。此外，还通过X射线衍射（XRD）技术研究了合金的物相组成。

在力学性能测试方面，作者对试样进行了拉伸试验、硬度测试和冲击韧性测试。这些测试结果用于评估Al-5Zr-1.1B对AZ91D镁合金强度、塑性和韧性的影响。通过对比不同试样的性能数据，可以明确晶粒细化对材料综合性能的改善效果。

研究结果表明，添加Al-5Zr-1.1B能够显著细化AZ91D镁合金的晶粒结构。随着Al-5Zr-1.1B含量的增加，晶粒尺寸逐渐减小，晶界数量增多。这使得材料的强度和硬度得到提升，同时延展性也有所改善。特别是在拉伸试验中，添加适量Al-5Zr-1.1B的试样表现出更高的屈服强度和抗拉强度。

此外，研究还发现，Al-5Zr-1.1B的加入对AZ91D镁合金的析出行为产生了积极影响。例如，一些有益的第二相如Mg17Al12等在晶界处均匀分布，有助于提高材料的热稳定性。同时，晶粒细化还能减少铸造缺陷，如气孔和裂纹，从而进一步提升材料的整体性能。

然而，研究也指出，Al-5Zr-1.1B的添加量需要控制在合理范围内。过量的添加可能会导致晶粒过度细化，甚至出现异常组织，反而降低材料的力学性能。因此，在实际应用中，应根据具体需求选择合适的添加剂比例。

综上所述，《Effect of Al-5Zr-1.1B Grain Refiner on Microstructure and Mechanical Properties of AZ91D Magnesium Alloy》这篇论文系统地研究了Al-5Zr-1.1B对AZ91D镁合金微观结构和力学性能的影响。研究结果表明，适当添加Al-5Zr-1.1B可以有效改善镁合金的性能，为其在工程领域的广泛应用提供了理论依据和技术支持。