發(fā)布時(shí)間：2019-09-11 15:54

【摘要】：在交通運(yùn)輸應(yīng)用領(lǐng)域,相較于其它合金,鎂合金由于具有高的比強(qiáng)度、比剛度以及優(yōu)異的阻尼性能是最具應(yīng)用前景的輕量化結(jié)構(gòu)材料。然而,由于鎂晶體的六方密排結(jié)構(gòu)嚴(yán)重限制了其室溫塑性和成型能力。目前工業(yè)上應(yīng)用最廣的鎂合金是AZ和AM系列合金,這些合金中的Al含量較高,因此具有較高的室溫強(qiáng)度,并且具有優(yōu)異的鑄造和機(jī)加工性能,盡管鑄造合金在汽車(chē)工業(yè)和電子產(chǎn)品中得到了較廣泛應(yīng)用,但是由于有限的室溫成形能力、低的蠕變抗力及較差的高溫性能使得變形鎂合金的應(yīng)用有限。近年來(lái),很多研究通過(guò)合金化激活滑移和孿生來(lái)提高鎂合金的室溫成形能力。第一性原理計(jì)算表面:隨Al、Zn元素含量升高,基面和非基面層錯(cuò)能逐漸降低,并且更多滑移位置層錯(cuò)能降低,因而滑移機(jī)會(huì)增加,因而提高鎂合金的塑性。但是目前沒(méi)有發(fā)現(xiàn)報(bào)道優(yōu)化AZ系變形鎂合金中Al、Zn元素含量的工作。因此,通過(guò)實(shí)驗(yàn)深入研究Al和Zn含量對(duì)AZ系鎂合金鑄造、擠壓、軋制顯微組織與力學(xué)性能的影響,提高變形鎂合金應(yīng)用具有重要意義。本文主要研究了Al和Zn含量對(duì)擠壓、軋制鎂合金板材組織和性能的影響,主要研究結(jié)果如下:(1)通過(guò)調(diào)控AZ鎂合金中的Al、Zn含量,發(fā)現(xiàn)隨著Al、Zn含量提高,擠壓變形鎂合金的強(qiáng)度提高,而塑性降低。揭示了其強(qiáng)度提高的主要原因是細(xì)晶強(qiáng)化、第二相強(qiáng)化及固溶強(qiáng)化。而塑性沒(méi)有隨著Al、Zn含量升高而提高的主要原因是殘留大顆粒相的應(yīng)力集中導(dǎo)致材料斷裂,最后優(yōu)化了Al、Zn含量,擠壓Mg-9wt%Al-1.2wt%Zn合金的強(qiáng)度達(dá)到370MPa,斷裂塑性達(dá)到18.6%。(2)探索了擠壓AZ鎂合金板材的熱處理工藝,優(yōu)化出Mg-8wt%Al-1wt%Zn熱處理工藝為275℃1.5h,通過(guò)低溫短時(shí)間的熱處理使其抗拉強(qiáng)度由317MPa提高到347MPa,屈服強(qiáng)度由121MPa提高到163MPa,但斷裂延伸率基本不變?yōu)?9%,揭示了其強(qiáng)度提高的主要原因是晶粒內(nèi)部球形相的彌散析出。(3)對(duì)AZ91合金軋制前的熱處理工藝進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)熱處理工藝對(duì)軋制退火后的晶粒尺寸影響較小,但對(duì)軋制退火后的Mg17Al12相的尺寸及分布密度有很大影響,最后優(yōu)化出的預(yù)熱處理工藝為300℃1h+425℃3h。由于細(xì)小彌散的Mg17Al12相均勻分布,軋制退火后AZ91抗拉強(qiáng)度達(dá)到364MPa,斷裂延伸率為15%。(4)在采用優(yōu)化的軋制預(yù)熱處理工藝的基礎(chǔ)上,對(duì)軋制AZ鎂合金的Al、Zn元素進(jìn)行優(yōu)化,最后獲得綜合性能優(yōu)異的AZ81和AZ91軋制鎂合金,室溫抗拉強(qiáng)度分別為349 MPa和364MPa,斷裂延伸率分別為19%和15%。并且獲得了高強(qiáng)度的Mg-9wt%Al-1.2wt%Zn軋制合金,其室溫抗拉強(qiáng)度達(dá)到382MPa。AZ81軋制合金150℃拉伸的斷裂延伸率達(dá)到120.7%。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TG146.22

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