本文關(guān)鍵詞：鎂合金熔體低溫純化研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：鎂合金所具備的低密度等一系列優(yōu)點(diǎn)使其在工業(yè)中的應(yīng)用越來越廣,但是本身性質(zhì)的活潑引起比較差的耐蝕性,同時(shí)因其絕對(duì)強(qiáng)度低等缺點(diǎn),應(yīng)用受到了一定的限制。雜質(zhì)元素Fe、Ni、Cu、Co的存在,尤其是雜質(zhì)Fe,由于和合金基體之間較大的電勢(shì)差,導(dǎo)致嚴(yán)重的電偶腐蝕,惡化鎂合金的耐蝕性能。因此,提高鎂合金的純度,降低雜質(zhì)元素的含量,改善鎂合金的耐蝕性,對(duì)鎂合金材料的應(yīng)用價(jià)值具有重要的意義。本文在已有的鎂合金純化基礎(chǔ)上,通過熱力學(xué)相圖的計(jì)算,以純鎂、AZ和AM系鎂合金作為主要的研究對(duì)象,進(jìn)行無溶劑低溫處理,使雜質(zhì)元素Fe自然析出,以單質(zhì)或中間化合物的形式沉降到熔體底部,從而達(dá)到除Fe的目的,提高了鎂合金的純度,并得到不同純度的鎂合金樣品。為了更清晰的知道純化后合金組織、性能的變化,采用金相顯微鏡、XRD衍射、SEM及EDS等手段,對(duì)不同雜質(zhì)含量和熱處理狀態(tài)的AZ61及AZ91鎂合金顯微組織進(jìn)行了對(duì)比,通過電化學(xué)、失重和析氫腐蝕等實(shí)驗(yàn)手段,研究了這些微量雜質(zhì)元素含量變化對(duì)鎂合金耐蝕性能的影響。本課題研究的結(jié)果如下:(1)低溫處理對(duì)AZ/AM系鎂合金具有良好的純化效果,最佳的處理溫度區(qū)間為630℃-650℃,在經(jīng)過足夠的靜置時(shí)間后,AZ61合金中的雜質(zhì)Fe含量最低降至10ppm,AZ91合金純化后Fe降至35ppm,AM60和AM50中Fe含量最低分別達(dá)到了15ppm和18ppm。溫度梯度處理后,純鎂中的雜質(zhì)Fe含量降低到了24ppm。保溫時(shí)間對(duì)鎂合金中的雜質(zhì)含量變化影響比較明顯,在本實(shí)驗(yàn)中,保溫時(shí)間超過45min后,合金熔體中的雜質(zhì)含量不會(huì)繼續(xù)降低,熔體達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。(2)雜質(zhì)Fe在鎂合金中以Fe-Al-Mn顆粒形式存在,在純化后鑄錠的底部觀察到的雜質(zhì)顆粒尺寸在1-10μm之間,并偏向于聚集成球狀顆粒,部分雜質(zhì)隨第二相的生成而伴隨而生。(3)Fe在鎂合金中與Al、Mn結(jié)合生成的化合物顆粒在熔體中的沉降速率為:,在熔體中的沉降距離為:,從本實(shí)驗(yàn)的理論計(jì)算可得出,在相同靜置溫度下,雜質(zhì)顆粒的運(yùn)動(dòng)過程主要受雜質(zhì)顆粒尺寸的影響,在一定的溫度區(qū)間內(nèi),溫度對(duì)顆粒沉降過程并無太大的影響,只要在相對(duì)的低溫下靜置足夠長(zhǎng)的時(shí)間,即可有效地純化鎂合金熔體。(4)鎂合金的微觀組織受雜質(zhì)含量變化影響不明顯,經(jīng)過低溫處理后,雜質(zhì)Fe含量明顯降低,AZ/AM鎂合金相應(yīng)的腐蝕速率都顯著降低,耐蝕性能大大提高。鎂合金腐蝕速率也隨著Fe/Mn比例減小而降低。Fe含量降低后,雜質(zhì)顆粒與基體之間的微電池效應(yīng)得到減弱,鎂合金電偶腐蝕速率大大降低。鎂合金不同狀態(tài)腐蝕速率大小為鑄態(tài)時(shí)效態(tài)固溶態(tài),這是由于不同熱處理態(tài)下合金中的第二相數(shù)量及大小變化造成的。
【關(guān)鍵詞】：AZ/AM鎂合金 雜質(zhì)元素Fe 低溫處理 腐蝕速率
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG146.22
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-9
• 1 緒論9-33
• 1.1 引言9-12
• 1.2 鎂及鎂合金的腐蝕12-17
• 1.2.1 鎂合金腐蝕的熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)13
• 1.2.2 鎂合金腐蝕類型13-15
• 1.2.3 鎂合金腐蝕影響因素15-17
• 1.3 鎂合金中的雜質(zhì)及影響17-24
• 1.4 鎂合金純凈化研究現(xiàn)狀24-31
• 1.4.1 溶劑純凈化法24-26
• 1.4.2 過濾凈化法26-27
• 1.4.3 吹氣凈化法27-28
• 1.4.4 真空凈化法28
• 1.4.5 沉降純凈化28-29
• 1.4.6 稀土純化29-30
• 1.4.7 復(fù)合純凈化30-31
• 1.5 本課題研究目的及內(nèi)容31-33
• 2 實(shí)驗(yàn)材料和實(shí)驗(yàn)方法33-39
• 2.1 實(shí)驗(yàn)原材料的制備33
• 2.2 熱處理實(shí)驗(yàn)33-34
• 2.3 熱擠壓實(shí)驗(yàn)34
• 2.4 實(shí)驗(yàn)方法及設(shè)備34-39
• 2.4.1 鎂合金低溫靜置純化設(shè)備34-35
• 2.4.2 成分檢測(cè)35
• 2.4.3 X射線衍射分析(XRD)35
• 2.4.4 金相組織觀察(OM)35-36
• 2.4.5 掃描電鏡(SEM)及能譜分析(EDS)36
• 2.4.6 室溫力學(xué)性能拉伸36
• 2.4.7 腐蝕實(shí)驗(yàn)36-39
• 3 鎂合金熔體純化工藝研究39-61
• 3.1 引言39-43
• 3.2 鎂合金低溫靜置純化效果43-48
• 3.3 鎂合金純化前后物相分析48-50
• 3.4 純化前后雜質(zhì)變化宏觀分析50-54
• 3.5 分析與討論54-59
• 3.5.1 鎂合金純化熱力學(xué)分析54-56
• 3.5.2 鎂合金純化過程動(dòng)力學(xué)分析56-59
• 3.6 本章小結(jié)59-61
• 4 純度對(duì)鎂合金組織和腐蝕性能的影響61-91
• 4.1 前言61-69
• 4.1.1 雜質(zhì)含量變化對(duì)AZ61合金組織影響61-62
• 4.1.2 雜質(zhì)含量變化對(duì)AZ61合金耐蝕性影響62-67
• 4.1.3 AZ61宏觀腐蝕形貌分析67-69
• 4.2 雜質(zhì)對(duì)擠壓AZ61鎂合金組織及性能影響69-76
• 4.2.1 雜質(zhì)含量對(duì)擠壓AZ61的組織影響69-73
• 4.2.2 擠壓對(duì)不同雜質(zhì)含量的AZ61合金力學(xué)性能的影響73-74
• 4.2.3 雜質(zhì)含量變化對(duì)擠壓AZ61合金腐蝕性能的影響74-76
• 4.2.4 雜質(zhì)含量變化對(duì)擠壓AZ61性能影響分析76
• 4.3 雜質(zhì)含量變化對(duì)AZ91及AM60/50組織、性能的影響76-84
• 4.3.1 雜質(zhì)含量變化對(duì)AZ91組織影響76-78
• 4.3.2 雜質(zhì)含量變化對(duì)耐蝕性影響78-82
• 4.3.3 雜質(zhì)含量變化對(duì)AM60/50組織影響82-83
• 4.3.4 雜質(zhì)含量變化對(duì)AM60/50耐蝕性影響83-84
• 4.4 分析與討論84-88
• 4.5 本章小結(jié)88-91
• 5 結(jié)論91-93
• 致謝93-95
• 參考文獻(xiàn)95-103
• 附錄103
• A. 作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄103
• B. 作者在攻讀學(xué)位期間取得的科研成果103

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