本文關鍵詞：AZ91鎂合金均勻化處理及板材低溫擠壓研究

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【摘要】：鎂合金板材由于具有密度低、強度高、韌性好等優(yōu)良的機械性能,在航空航天領域的結構件中展現(xiàn)出極大的優(yōu)越性。本文研究了鑄態(tài)鎂合金的均勻化處理及熱穩(wěn)定性,并通過低溫擠壓制備了AZ91鎂合金板材,揭示了擠壓塑性變形對鎂合金組織演變和力學性能的影響規(guī)律,分析了析出相與強化機制之間的關系,為下一步板材軋制的二次塑性變形提供一定的理論和實踐基礎。本文以AZ91鎂合金鑄態(tài)棒坯為原材料,制定出如下的工藝流程:均勻化處理鑄態(tài)棒坯、熱穩(wěn)定性研究、板材擠壓實驗,主要對材料進行顯微組織、力學性能及物相的分析。首先通過均勻化處理消除枝晶偏析和粗大的第二相,然后通過熱穩(wěn)定性實驗獲取棒坯的合理的塑性加工溫度范圍,最后通過擠壓工藝制備AZ91鎂合金板材,獲得典型的鎂合金板材擠壓工藝路線。結果表明:原始鑄態(tài)AZ91鎂合金棒坯經(jīng)410℃×12h的均勻化處理后,晶界處的第二相枝晶偏析基本消除,以均勻的層片狀存在于基體中,力學性能得到改善,抗拉強度由120.33MPa增加到188.59MPa,伸長率由3.92%增加到5.91%。原始鑄態(tài)試樣的斷口表現(xiàn)為較強的脆性斷裂傾向,均勻化處理以后為韌脆混合斷裂。均勻化處理后的鑄態(tài)鎂合金強化機制為第二相強化。對擠壓板材進行EBSD分析:隨著擠壓溫度的升高,晶粒尺寸變大,大于15°的大角度晶界比例上升;擠壓板材的絲織構具有明顯的擇優(yōu)取向,主要沿{0001}∥TD方向。由XRD衍射圖譜可知,AZ91鎂合金擠壓板材主要由基體α-Mg和β-Mg17Al12析出相組成,但是對100℃的擠壓板材進行EDS分析發(fā)現(xiàn)板材基體中夾雜著Mn-Al相、Al-Si相和Mg-Si相�；w中夾雜相在變形過程中容易成為裂紋源,這也是100℃板材室溫拉伸實驗伸長率較低的原因。通過板材低溫擠壓得到兩種比較典型的擠壓工藝方案:室溫擠壓時抗拉強度為326.84MPa,伸長率為18.12%;200℃擠壓時抗拉強度為326.20MPa,伸長率為19.68%。低溫擠壓板材主要依靠孿生來誘導塑性,斷裂方式為韌性斷裂。強化機制主要是細晶強化及晶內彌散分布的點狀第二相強化。
【關鍵詞】：AZ91鎂合金 均勻化處理 擠壓 低溫 第二相
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG379;V252.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-21
• 1.1 概述9
• 1.2 鎂合金特點及應用9-13
• 1.2.1 鎂合金的特點9-10
• 1.2.2 鎂合金的應用10-13
• 1.3 國內外研究現(xiàn)狀13-18
• 1.3.1 均勻化處理研究現(xiàn)狀13
• 1.3.2 鎂合金塑性成形研究現(xiàn)狀13-17
• 1.3.3 熱處理研究現(xiàn)狀17-18
• 1.4 鎂合金板材成形工藝18-19
• 1.4.1 擠壓板材18
• 1.4.2 軋制板材18-19
• 1.5 研究內容19-21
• 第2章 實驗材料及方法21-28
• 2.1 實驗材料21
• 2.2 實驗所需設備21-22
• 2.3 實驗分析內容及分析方法22-28
• 2.3.1 金相分析22-24
• 2.3.2 拉伸試驗24
• 2.3.3 拉伸斷口分析24-25
• 2.3.4 物相及成分分析25
• 2.3.5 EBSD分析25-27
• 2.3.6 硬度分析27-28
• 第3章 鑄態(tài)AZ91鎂合金均勻化處理28-41
• 3.1 均勻化處理工藝28-29
• 3.2 均勻化處理前后顯微組織分析29-31
• 3.2.1 金相組織分析29-30
• 3.2.2 第二相析出形貌分析30-31
• 3.3 均勻化處理前后力學性能分析31-38
• 3.3.1 PLC效應32-33
• 3.3.2 力學性能分析33-37
• 3.3.3 斷口分析37-38
• 3.4 析出相及其強化機制分析38-39
• 3.4.1 XRD分析38-39
• 3.4.2 強化機制分析39
• 3.5 本章小結39-41
• 第4章 鑄態(tài)AZ91鎂合金熱穩(wěn)定性研究41-49
• 4.1 熱穩(wěn)定性工藝41
• 4.2 金相組織分析41-45
• 4.3 力學性能分析45-48
• 4.4 本章小結48-49
• 第5章 AZ91鎂合金板材低溫擠壓49-68
• 5.1 擠壓工藝49-50
• 5.2 擠壓板材組織性能分析50-61
• 5.2.1 金相組織分析50-54
• 5.2.2 力學性能分析54-59
• 5.2.3 斷口分析59-61
• 5.3 擠壓板材EBSD分析61-64
• 5.3.1 擠壓溫度對晶粒大小的影響61-62
• 5.3.2 擠壓溫度對織構的影響62-64
• 5.4 析出相及其強化機制分析64-66
• 5.4.1 EDS分析64-65
• 5.4.2 XRD分析65-66
• 5.4.3 強化機制分析66
• 5.5 不同狀態(tài)的鎂合金室溫拉伸性能對比66-67
• 5.6 本章小結67-68
• 結論68-69
• 參考文獻69-75
• 致謝75

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本文編號：688911