本文關(guān)鍵詞：電磁攪拌法制備鎂合金AZ91D半固態(tài)漿料

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【摘要】：鎂合金具有重量輕、比強(qiáng)度高、優(yōu)異的吸震、減震性能和電磁屏蔽性能等,被譽(yù)為21世紀(jì)的“綠色”金屬材料,在航空航天、軍事工業(yè)、電子通訊、汽車等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。近年來,隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益重視,在汽車工業(yè)領(lǐng)域,輕量化發(fā)展已成必然趨勢(shì),鎂合金的應(yīng)用將得到更高的重視。鎂合金的成形技術(shù)主要包括液態(tài)成形、固態(tài)成形、半固態(tài)成形。液態(tài)成型多采用壓鑄方法制造,但由于鎂合金容易氧化、燃燒,給鎂合金的成型帶來困難。同時(shí),由于壓力鑄造生產(chǎn)的特點(diǎn):高速、高壓,使鎂合金鑄件容易產(chǎn)生氣孔類鑄造缺陷,降低了鎂合金鑄件的性能,制約了鎂合金在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用。半固態(tài)成形技術(shù)作為21世紀(jì)新一代金屬成形技術(shù),其與傳統(tǒng)的鑄造工藝相比較具有明顯的優(yōu)勢(shì)。其突出的特點(diǎn)是易于近凈成形,可以提高材料利用率,節(jié)約材料和能源。另外,可以減少宏觀偏析,防止內(nèi)部缺陷,減少氣體夾雜,降低氣孔率,同時(shí)由于能減少對(duì)模具的熱沖擊影響,有利于提高模具的壽命。半固態(tài)漿料的制備是半固態(tài)成形技術(shù)的關(guān)鍵和前提,要求半固態(tài)漿料中初生相組織呈細(xì)小的、球狀或近球狀的非枝晶組織,并且均勻的分布于液態(tài)金屬熔體中。電磁攪拌法是目前鎂合金半固態(tài)漿料制備中被推崇的方法,此法通過電磁作用將能量傳遞給半固態(tài)鎂合金,不與其直接接觸,金屬漿料更純凈,不易卷入氣體,并且電磁攪拌工藝參數(shù)易于控制。然而,不同的熔煉裝置、不同的電磁攪拌設(shè)備、不同的澆注工藝、不同的半固態(tài)成形方法,對(duì)半固態(tài)漿料的質(zhì)量有不同的要求,直接影響半固態(tài)成形零件的內(nèi)在質(zhì)量。因此,探究合適的電磁攪拌工藝對(duì)獲得優(yōu)質(zhì)的半固態(tài)鎂合金漿料具有實(shí)際意義。本文研究采用愛迪爾DMS-05-SMMG型電磁攪拌裝置對(duì)鎂合金AZ91D進(jìn)行電磁攪拌,探究不同電磁攪拌頻率、不同電磁攪拌功率、不同攪拌溫度、不同攪拌時(shí)間等工藝參數(shù)對(duì)獲得鎂合金AZ91D半固態(tài)漿料中球狀初生相組織形態(tài)、尺寸等的影響規(guī)律,為采用擠壓鑄造法實(shí)現(xiàn)鎂合金AD91D半固態(tài)成形建立實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。通過本文的研究,主要得出以下結(jié)論:1)電磁攪拌頻率和攪拌強(qiáng)度影響鎂合金AZ91D半固態(tài)漿料的初生相形貌,隨著電磁攪拌頻率和電磁攪拌功率的增加,初生相形貌更加圓整,在本實(shí)驗(yàn)研究條件下,電磁攪拌頻率50Hz為最佳實(shí)驗(yàn)攪拌頻率、電磁攪拌強(qiáng)度90%為最佳電磁攪拌強(qiáng)度。2)電磁攪拌溫度決定了半固態(tài)漿料中固相體積分?jǐn)?shù),本實(shí)驗(yàn)條件下對(duì)AZ91D鎂合金進(jìn)行電磁攪拌,實(shí)驗(yàn)溫度590℃--595℃是最佳的溫度范圍;電磁攪拌時(shí)間的長(zhǎng)短,影響半固態(tài)漿料中初生相形貌的演變,電磁攪拌時(shí)間過短,不能形成形貌圓整的初生相,但攪拌時(shí)間過長(zhǎng),則會(huì)使球狀初生相彼此之間產(chǎn)生“焊合”,不利于半固態(tài)成形。本實(shí)驗(yàn)條件下,較為理想的電磁攪拌時(shí)間為10min到15min。3)電磁攪拌獲得AZ91D鎂合金球狀初生相的機(jī)制是由于洛倫茲力的作用打斷呈樹枝狀形貌的α-Mg枝晶臂,使其游離出來形成孤立的顆粒;或者是洛倫茲力的作用使樹枝晶產(chǎn)生塑性變形,變形的結(jié)果在枝晶的根部逐漸產(chǎn)生晶界,晶界被液相完全浸潤(rùn)后,產(chǎn)生根部熔斷,同樣形成孤立的顆粒。在后續(xù)的等溫?cái)嚢柽^程中,孤立的初生相顆粒形貌和尺寸將不斷發(fā)生變化:等溫?cái)嚢璩跗?初生相尺寸逐漸減小、形貌逐漸圓整;之后,初生相尺寸逐漸增大、圓整度降低。
【關(guān)鍵詞】：鎂合金 電磁攪拌 半固態(tài) 組織形態(tài)
【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
【分類號(hào)】：TG292
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-26
• 1.1 選題意義10-11
• 1.2 鎂合金的研究現(xiàn)狀及其應(yīng)用11-13
• 1.3 半固態(tài)成形技術(shù)及其應(yīng)用13-23
• 1.3.1 半固態(tài)成形技術(shù)的分類13-14
• 1.3.2 半固態(tài)成形技術(shù)的特點(diǎn)14-15
• 1.3.3 半固態(tài)金屬漿料的制備方法15-18
• 1.3.4 半固態(tài)成形技術(shù)應(yīng)用進(jìn)展18-19
• 1.3.5 半固態(tài)金屬性質(zhì)和微觀組織形成機(jī)制研究19-23
• 1.4 鎂合金半固態(tài)成形及其應(yīng)用23-25
• 1.5 主要研究?jī)?nèi)容25-26
• 第2章 實(shí)驗(yàn)方案26-32
• 2.1 研究方案26
• 2.1.1 研究思路26
• 2.1.2 技術(shù)路線26
• 2.2 實(shí)驗(yàn)材料26-27
• 2.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備27-29
• 2.3.1 電磁攪拌設(shè)備27-28
• 2.3.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)＞?/span>28-29
• 2.4 樣品檢測(cè)29-32
• 2.4.1 差熱分析實(shí)驗(yàn)29
• 2.4.2 微觀組織圖像處理29-32
• 第3章 電磁攪拌工藝對(duì)鎂合金AZ91D初生相形貌的影響32-46
• 3.1 實(shí)驗(yàn)鎂合金AZ91D不同溫度下的固相率32-33
• 3.2 冷卻條件對(duì)鎂合金AD91D急冷組織的影響33-36
• 3.3 電磁攪拌頻率對(duì)鎂合金半固態(tài)組織漿料特征的影響36-38
• 3.4 電磁攪拌功率對(duì)鎂合金半固態(tài)組織漿料特征的影響38-39
• 3.5 電磁攪拌溫度對(duì)鎂合金半固態(tài)組織漿料特征的影響39-41
• 3.6 電磁攪拌時(shí)間對(duì)鎂合金半固態(tài)組織漿料特征的影響41-44
• 3.7 本章小節(jié)44-46
• 第4章 電磁攪拌對(duì)鎂合金初生相形態(tài)的影響機(jī)制46-52
• 4.1 電磁攪拌作用對(duì)熔體溫度場(chǎng)的影響46-47
• 4.2 電磁攪拌參數(shù)對(duì)合金熔體宏觀流動(dòng)的影響47-49
• 4.2.1 電磁攪拌頻率對(duì)合金熔體宏觀流動(dòng)的影響47-48
• 4.2.2 電磁攪拌功率對(duì)合金熔體宏觀流動(dòng)的影響48-49
• 4.3 電磁攪拌對(duì)AZ91D鎂合金半固態(tài)初生相形貌的影響機(jī)制49-50
• 4.4 小節(jié)50-52
• 第5章 結(jié)論52-54
• 參考文獻(xiàn)54-60
• 致謝60

【參考文獻(xiàn)】

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