本文關(guān)鍵詞：Mg-Zn及Mg-Al合金表面激光熔覆層的組織與性能研究

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【摘要】：鎂合金由于其自身優(yōu)異的物理化學(xué)和力學(xué)性能,而被廣泛的應(yīng)用于航空航天、汽車、電子、醫(yī)療等領(lǐng)域,被譽(yù)為“21世紀(jì)綠色工程材料”。然而鎂合金較低的硬度和電極電位導(dǎo)致其耐磨性和耐蝕性較差。為了使鎂合金得到充分的利用,人們已經(jīng)做了大量的改性研究來提高它們的耐磨性和耐腐蝕性。本文選用Mg6Zn1Ca和AZ31作為研究對象,利用激光表面改性技術(shù)對這兩種合金進(jìn)行了改性研究,以期達(dá)到提高其硬度和耐腐蝕性的目的。Mg-Zn-Ca合金是一種可降解的生物醫(yī)用材料,本文對Mg6Zn1Ca進(jìn)行了激光重熔改性研究。并對改性后樣品的組織形貌、截面硬度和耐腐蝕性能進(jìn)行了表征,結(jié)果表明:重熔層主要由Mg、MgZn2和Ca2Mg6Zn3這三種相組成。其中,Ca2Mg6Zn3主要偏聚在晶界處以及以顆粒狀的形式在晶內(nèi)析出;重熔層的平均硬度比基體(55.3HV0.01)提高了10%以上;在Hank's模擬體液中的電化學(xué)測試結(jié)果表明:重熔樣品在低頻時(shí)的阻抗模值較基體大。激光功率為3500W,掃描速度為6mm/s的樣品的腐蝕電流密度最小,為4.78×10-7A/cm2,是基體(2.33×10-6A/cm2)的1/5。對Mg6Zn1Ca合金表面激光熔覆Al-Si涂層的研究發(fā)現(xiàn):熔覆層主要由α-Mg固溶體、β-Mg17Al12、Mg2Si以及Al3Mg2相組成;Mg2Si以樹枝晶的形式均勻地分布在熔覆層的中上部,基體與熔覆層之間形成了良好的冶金結(jié)合;熔覆層的平均硬度為基體(55.3 HV0.025)的4倍以上;在3.5 wt%的NaCl水溶液中的電化學(xué)測試結(jié)果表明:熔覆樣品在低頻時(shí)的阻抗模值較基體大。激光功率為2500W,掃描速度為4mm/s的樣品的腐蝕電位為-0.129 V,腐蝕電流密度為6.72×10-6A/cm2,是基體(1.7×10-4A/cm2)的1/25。本文還對AZ31合金表面激光熔覆Al-Ni和Al-Ni/TiC復(fù)合涂層進(jìn)行了研究,結(jié)果表明:熔覆層主要由α-Mg、β-Mg17Al12和Al3Ni2組成;Al3Ni2以短棒狀的形式分布在熔覆層的中上部,TiC顆粒主要分布在熔覆層的中部;樣品的平均硬度是基體(54.6HV0.05)的3.5~4倍;在3.5 wt%NaCl水溶液中的電化學(xué)測試結(jié)果表明:熔覆樣品在低頻時(shí)的阻抗模值較基體大。激光功率為3000W,掃描速度為4mm/s,且涂層中添加有TiC粉末的樣品的腐蝕電流密度最低可降為1.96×10-5A/cm2,較基體(1.66×10-4A/cm2)降低了1個(gè)數(shù)量級。
【關(guān)鍵詞】：鎂合金 激光熔覆 顯微組織 硬度 腐蝕性能
【學(xué)位授予單位】：上海工程技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-12
• 第一章 緒論12-19
• 1.1 鎂及鎂合金的性質(zhì)12-13
• 1.2 鎂合金的應(yīng)用13-14
• 1.2.1 鎂合金在汽車行業(yè)的應(yīng)用13
• 1.2.2 鎂合金在 3C產(chǎn)品中的應(yīng)用13
• 1.2.3 鎂合金在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用13-14
• 1.3 鎂合金表面改性處理14-17
• 1.3.1 化學(xué)轉(zhuǎn)化處理14
• 1.3.2 等離子微弧氧化處理14-15
• 1.3.3 高能束表面改性處理15-17
• 1.3.3.1 離子束表面改性處理15-16
• 1.3.3.2 電子束表面改性處理16
• 1.3.3.3 激光束表面改性處理16-17
• 1.4 選題的依據(jù)17-19
• 第二章 實(shí)驗(yàn)設(shè)備19-21
• 2.1 激光熔覆設(shè)備19-20
• 2.1.1 激光熔覆加工頭19
• 2.1.2 激光熔覆設(shè)備的先進(jìn)性、實(shí)用性19-20
• 2.2 X射線衍射儀20
• 2.3 掃描電子顯微電鏡(SEM)20
• 2.4 顯微硬度計(jì)20
• 2.5 電化學(xué)工作站20-21
• 第三章 Mg6Zn1Ca鎂合金表面激光重熔21-34
• 3.1 實(shí)驗(yàn)材料及試樣制備過程21-22
• 3.2 實(shí)驗(yàn)參數(shù)的選擇22-23
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析23-33
• 3.3.1 XRD物相分析23-24
• 3.3.2 改性后試樣截面顯微形貌分析24-29
• 3.3.3 改性后試樣截面顯微硬度分析29-30
• 3.3.4 改性后試樣耐腐蝕性能分析30-33
• 3.4 本章小結(jié)33-34
• 第四章 Mg6Zn1Ca鎂合金表面激光熔覆Al-Si涂層34-47
• 4.1 實(shí)驗(yàn)材料及試樣制備過程34-35
• 4.2 實(shí)驗(yàn)參數(shù)的選擇35-36
• 4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析36-46
• 4.3.1 XRD物相分析36-37
• 4.3.2 改性后試樣截面顯微形貌分析37-42
• 4.3.3 改性后試樣截面顯微硬度分析42-43
• 4.3.4 改性后試樣耐腐蝕性能分析43-46
• 4.4 本章小結(jié)46-47
• 第五章 AZ31鎂合金表面激光熔覆Al-Ni及Al-Ni/TiC涂層47-63
• 5.1 實(shí)驗(yàn)材料及試樣制備過程47-48
• 5.2 實(shí)驗(yàn)參數(shù)的選擇48-49
• 5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析49-62
• 5.3.1 XRD物相分析49-50
• 5.3.2 改性后試樣截面顯微形貌分析50-58
• 5.3.3 改性后試樣截面顯微硬度分析58-59
• 5.3.4 改性后試樣耐腐蝕性能分析59-62
• 5.4 本章小結(jié)62-63
• 第六章 總結(jié)與展望63-65
• 6.1 總結(jié)63-64
• 6.2 展望64-65
• 參考文獻(xiàn)65-71
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的相關(guān)科研成果71-72
• 1. 發(fā)表的學(xué)術(shù)論文71-72
• 致謝72-73

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1 馬琳;原津萍;張平;趙軍軍;;多道激光熔覆溫度場的有限元數(shù)值模擬[J];焊接學(xué)報(bào);2007年07期

2 陳列;謝沛霖;;齒面激光熔覆中的防邊緣塌陷工藝研究[J];激光技術(shù);2007年05期

3 孫會(huì)來;趙方方;林樹忠;齊向陽;;激光熔覆研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J];激光雜志;2008年01期

4 陳志坤;劉敏;曾德長;馬文有;;激光熔覆裂紋的產(chǎn)生原因及消除方法探究[J];激光雜志;2009年01期

5 鄭暉;韓志仁;陳江;王國棟;;采用激光熔覆方法校軸的試驗(yàn)研究[J];東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年12期

6 朱晨光;孫耀寧;于青;;激光熔覆溫度場的數(shù)值模擬研究進(jìn)展[J];熱加工工藝;2012年08期

7 周思華;郭艷花;晁明舉;劉奎立;;金屬表面激光熔覆處理技術(shù)的研究[J];周口師范學(xué)院學(xué)報(bào);2013年05期

8 郭偉,徐慶鴻,田錫唐;激光熔覆的研究發(fā)展?fàn)顩r[J];宇航材料工藝;1998年01期

9 郭偉,徐慶鴻,田錫唐;激光熔覆的研究發(fā)展?fàn)顩r[J];宇航材料工藝;1998年02期

10 李必文,石世宏,王新林;激光熔覆化工閥門的實(shí)驗(yàn)與質(zhì)量控制[J];熱加工工藝;2000年01期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 鄧琦林;謝安寧;周廣才;;激光熔覆修復(fù)技術(shù)的基礎(chǔ)試驗(yàn)研究[A];2005年中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集[C];2005年

2 鄧琦林;謝安寧;周廣才;;激光熔覆修復(fù)技術(shù)的基礎(chǔ)試驗(yàn)研究[A];2005年中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)年會(huì)第11屆全國特種加工學(xué)術(shù)會(huì)議專輯[C];2005年

3 鄧琦林;謝安寧;周廣才;;激光熔覆修復(fù)技術(shù)的基礎(chǔ)試驗(yàn)研究[A];2005年中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集第11屆全國特種加工學(xué)術(shù)會(huì)議專輯[C];2005年

4 張萬紅;方亮;趙剛;;液相分散沉降法制備激光熔覆預(yù)涂涂層的研究[A];第五屆全國表面工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2004年

5 陳暢源;鄧琦林;葛志軍;;激光熔覆中的應(yīng)力研究[A];上海市激光學(xué)會(huì)2005年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2005年

6 鄧琦林;;艦船關(guān)鍵零件的激光熔覆修復(fù)[A];第13屆全國特種加工學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2009年

7 王明娣;劉秀波;郭開波;宋成法;傅戈雁;石世宏;;激光熔覆成形件的應(yīng)力分析與裂紋控制[A];第14屆全國特種加工學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2011年

8 王永峰;田欣利;薛春芳;;送粉式激光熔覆能量利用率的分析模型[A];第十屆全國特種加工學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2003年

9 黃延祿;楊永強(qiáng);;雙方程邊界耦合法激光熔覆傳質(zhì)過程數(shù)值模擬[A];中西南十省區(qū)（市）焊接學(xué)會(huì)聯(lián)合會(huì)第九屆年會(huì)論文集[C];2006年

10 劉繼常;;激光熔覆工藝?yán)碚撆c試驗(yàn)研究[A];第15屆全國特種加工學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（下）[C];2013年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 翟揚(yáng);激光熔覆硼、鈦材料市場海闊天空[N];中國有色金屬報(bào);2003年

2 湯兆宏;激光熔覆專利技術(shù)修復(fù)綏中電廠80萬千瓦汽輪機(jī)圍帶鉚釘損傷[N];中國電力報(bào);2008年

3 記者 趙靜;激光熔覆術(shù)成功再造煤礦機(jī)械[N];中國煤炭報(bào);2013年

4 本報(bào)記者 湯兆宏;成功修復(fù)寶鋼自備電廠35萬千瓦汽輪機(jī)缸體[N];中國電力報(bào);2008年

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1 趙彥華;KMN鋼壓縮機(jī)葉片激光熔覆修復(fù)及后續(xù)加工特性研究[D];山東大學(xué);2015年

2 閆曉玲;激光熔覆再制造零件超聲檢測數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究[D];北京理工大學(xué);2015年

3 熊征;激光熔覆強(qiáng)化和修復(fù)薄壁型零部件關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)研究[D];華中科技大學(xué);2009年

4 黃鳳曉;激光熔覆和熔覆成形鎳基合金的組織與性能研究[D];吉林大學(xué);2011年

5 張慶茂;送粉激光熔覆應(yīng)用基礎(chǔ)理論的研究[D];中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所;2000年

6 張三川;送粉激光熔覆陶瓷摻雜復(fù)合涂層技術(shù)及涂層成形機(jī)理研究[D];鄭州大學(xué);2002年

7 李明喜;鈷基合金及其納米復(fù)合材料激光熔覆涂層研究[D];東南大學(xué);2004年

8 鄭敏;鈦合金表面激光熔覆制備生物陶瓷涂層及其生物活性研究[D];蘭州理工大學(xué);2008年

9 王明娣;基于光內(nèi)送粉的激光熔覆快速制造機(jī)理與工藝研究[D];南京航空航天大學(xué);2008年

10 李嘉寧;鈦合金激光熔覆Ti-Al/陶瓷復(fù)合涂層組織結(jié)構(gòu)與耐磨性的研究[D];山東大學(xué);2012年

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1 許波;面向綠色再制造的單道激光熔覆幾何特征的研究[D];南京航空航天大學(xué);2011年

2 盧云龍;激光熔覆硅化物三元合金涂層的組織與性能研究[D];上海工程技術(shù)大學(xué);2015年

3 付志凱;輪軌材料激光溶覆Fe基合金涂層的微觀組織與磨損性能研究[D];西南交通大學(xué);2015年

4 李培源;鋼材表面非晶化工藝與性能研究[D];南京理工大學(xué);2015年

5 杭小琳;激光銑削對激光熔覆成形件的整形機(jī)理和試驗(yàn)研究[D];蘇州大學(xué);2015年

6 梁斌;基于大功率半導(dǎo)體激光熔覆的環(huán)模再制造研究[D];燕山大學(xué);2015年

7 相占鳳;添加固體潤滑劑hBN的鈦合金激光熔覆高溫耐磨復(fù)合涂層研究[D];蘇州大學(xué);2015年

8 鄧居軍;磁化—激光熔覆復(fù)合技術(shù)強(qiáng)化與修復(fù)零部件表面性能的研究[D];江西理工大學(xué);2015年

9 艾銘杰;Cr12MoV模具鋼表面激光熔覆層組織及性能研究[D];山東大學(xué);2015年

10 趙文雨;2Cr12MoV表面激光熔覆Stellite 6涂層的組織及性能研究[D];上海交通大學(xué);2015年

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本文編號：1051187