本文采用RAP法制備合金的半固態(tài)坯料,在多道次熱模擬試驗機上進行了Mg-8.20Gd-4.48Y-3.34Zn-0.36Zr合金的二次重熔和熱壓縮實驗;隨后在不同的成形參數(shù)（成形溫度、成形載荷）下對合金進行了觸變成形實驗。使用EDS和X衍射儀（XRD）分析不同溫度下合金坯料的微觀組成成分及含量;借助掃描電鏡（SEM）和顯微鏡（OM）觀察了二次重熔參數(shù)（加熱溫度、加熱速率、等溫保溫時間）下半固態(tài)漿料、熱壓縮后試樣以及觸變成形杯形件各區(qū)域的微觀組織;并對觸變成形試樣進行硬度測試分析,研究不同參數(shù)（成形溫度、成形載荷）下觸變成形拉伸件的斷口形貌,同時配以金相顯微鏡（OM）進行斷口組織分析。深入研究了合金制件的力學性能與半固態(tài)觸變成形條件,制件的微觀組織三者之間的相互影響規(guī)律。研究結果表明受二次重熔參數(shù)（加熱溫度、加熱速率、等溫保溫時間）的影響,合金在重熱過程中發(fā)生了共晶化合物的溶解和部分熔融;元素的動態(tài)分布和相轉移在隨后的快冷過程中發(fā)生了。另一方面隨著加熱溫度的升高,合金中的成分由a-Mg、Mg₅（RE,Zn）和Mg₁₂（RE,Zn）共晶化合物演變... 

【文章來源】：重慶大學重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

半固態(tài)成形分類圖解[31]

1緒論7和鎂合金半固態(tài)觸變成形。其流變成形是利用SIMA、RAP等方法制備鎂合金半固態(tài)漿料，并對該半固態(tài)漿料進行保溫處理，隨后直接將其送往成形設備進行鑄造或者鍛造成形，如圖1.2a所示。鎂合金半固態(tài)觸變成形也是利用各種半固態(tài)漿料制備方法來獲得帶有均勻細孝球狀微觀組織的坯料，再按需要將坯料分切成一定的大小，隨后把這種切分的半固態(tài)坯料重新加熱至該材料的固液相溫度之間，立即將此時得到的半固態(tài)坯料運往成形設備上進行鑄造或鍛造成形[6]，得到所需尺寸形狀的零件，如圖1.2b所示。在日常研究和生產(chǎn)中，由于鎂合金的半固態(tài)流變成形對半固態(tài)漿料的保存和運輸有著很高的要求，而一般的工業(yè)生產(chǎn)很難達到這種技術要求，這使得鎂合金的半固態(tài)觸變成形技術顯得容易實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，其應用相對更廣。圖1.2鎂合金半固態(tài)成形工藝路線及示意圖Fig.1.2Semi-solidformingprocessrouteandschematicdiagramofMgalloy1.6鎂合金半固態(tài)成形的關鍵1.6.1非枝晶坯料的制備鎂合金的半固態(tài)成形技術，無論采取哪種成形技術，其前提都是要制得半固態(tài)金屬坯料帶有均勻、細小的球狀非枝晶組織，因此獲得良好微觀組織的半固態(tài)坯料，是半固態(tài)成形技術關鍵。目前，對于鎂合金半固態(tài)成形非枝晶坯料的制備方法主要有：半固態(tài)等溫轉變法（SSTT）、近液相線模鍛法（NLF）、電磁攪拌法（MHD）、機械攪拌法（MS）、應變誘導熔化激活法（SIMA）和再結晶重熔法(RAP)等。幾種常見的半固態(tài)制坯方法有：①半固態(tài)等溫轉變法半固態(tài)等溫轉變法是20世紀90年代中期發(fā)明的一種方法[43]。其制備漿料的

重慶大學碩士學位論文8原理是在合金熔融狀態(tài)時加入變質(zhì)元素，然后把鑄造后的錠坯重新加熱到固液相之間進行等溫保溫處理，最終獲得具有觸變成形的非枝晶組織。該方法需要的設備以及工序過程簡單，節(jié)約能量，適用范圍廣，但就是工藝參數(shù)相對難以控制。②近液相線模鍛法近液相線模鍛法（NLF）是羅守靖教授提出的一種制備半固態(tài)坯料的新方法[44],如圖1.3示。將鎂合金加熱到液相線附近或稍微低于液相線的微小溫度區(qū)間內(nèi)完全熔化，靜置一段時間后進行澆注并成形，即可獲得半固態(tài)枝晶組織。這種方法操作簡便，但就是對熔體溫度的控制要求較高，并且得到的非枝晶組織不是非常理想，一般會出現(xiàn)形貌不圓整，晶粒尺寸較大的現(xiàn)象。圖1.3近液相線模鍛示意圖Fig.1.3Schematicdiagramofnearliquidusdieforging③電磁攪拌法電磁攪拌法是利用電磁感應原理，讓金屬液形成強烈的攪拌作用，產(chǎn)生劇烈的流動，使金屬在凝固過程中形成的枝晶破碎并球化來進行半固態(tài)坯料或漿料的制備[45]。這種方法雖然可以連續(xù)生產(chǎn)流變漿料，且產(chǎn)量大，但是該方法也存在能耗高，且企業(yè)的一次性投入成本大，風險也相對較高，同時還不能生產(chǎn)尺寸較大的毛坯等缺點。④機械攪拌法機械攪拌法主要是對在冷卻凝固過程中的金屬液進行強烈地機械攪拌，使其樹枝晶受到剪切力而發(fā)生斷裂，從而得到細小球狀的晶粒。機械攪拌法其工藝操作簡單，主要分為間歇式和連續(xù)式兩種[10]。而此方法也有一些缺點，如：操作中的工藝參數(shù)不容易控制，時常卷入一些氣體雜質(zhì)；還有攪拌器與熔體接觸容易造

【參考文獻】：
期刊論文
[1]半固態(tài)成形工藝特點及發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 孟毅.  精密成形工程. 2016(04)
[2]合金溫度對7075半固態(tài)模鍛液相偏析的影響[J]. 譚建波,劉雪萍,李立新.  鑄造. 2016(06)
[3]鈰鑭混合稀土對AZ91D壓鑄鎂合金顯微組織和蠕變性能的影響[J]. 張德平,田政,唐定驤,孟健,L.L.Rokhlin,T.V.Dobatkina.  稀有金屬. 2010(02)
[4]金屬半固態(tài)加工技術的研究進展[J]. 趙艷君,李逸泰,胡治流.  新技術新工藝. 2009(10)
[5]稀土元素在鎂合金中的作用及其應用[J]. 張景懷,唐定驤,張洪杰,王立民,王軍,孟健.  稀有金屬. 2008(05)
[6]稀土在鎂合金中的應用[J]. 馬剛,郭勝利.  寧夏工程技術. 2005(03)
[7]高性能稀土鎂合金研究進展[J]. 李德輝,董杰,曾小勤,盧晨,丁文江.  材料導報. 2005(08)
[8]金屬半固態(tài)加工技術[J]. 李明茂,楊斌,王智祥.  輕金屬. 2004(11)
[9]耐熱鎂合金的研究現(xiàn)狀與發(fā)展方向[J]. 閆蘊琪,張廷杰,鄧炬,周廉.  稀有金屬材料與工程. 2004(06)
[10]鎂及鎂合金的資源、應用及其發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 張丁非,彭建,丁培道,潘復生.  材料導報. 2004(04)

博士論文
[1]半固態(tài)鎂合金鑄軋板帶制備及其組織性能研究[D]. 張頌陽.南昌大學 2007

碩士論文
[1]稀土元素Y對AZ91擠壓態(tài)鎂合金組織及性能的影響[D]. 邵俊.南昌大學 2014
[2]Mg-10Gd-3Y-0.4Zr合金時效析出相的電子顯微研究[D]. 謝艷才.上海交通大學 2013
[3]AZ91D鎂合金半固態(tài)觸變成形工藝研究[D]. 鄭小平.哈爾濱理工大學 2005



本文編號：3476105