本文關鍵詞：AM50-Nd鑄造鎂合金熱裂行為研究

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【摘要】：鎂合金憑借其低密度、較高的比剛度,良好的鑄造性能被公認為輕型環(huán)保金屬材料,如今廣泛應用于航空航天事業(yè),汽車領域,3C產(chǎn)品及醫(yī)療器材方面。但由于鎂合金凝固區(qū)間較寬,在鑄造過程中易形成熱裂紋而降低鑄件的性能,限制了它在重工業(yè)方面的發(fā)展,因此對鎂合金熱裂行為的研究有著重要的意義。AM50作為Mg-Al-Mn系列鎂合金的一種,擁有優(yōu)良的韌性、塑性及抗沖擊能力,應用范圍廣,但存在耐熱性差等問題。含稀土鎂合金由于具有較高高溫力學性能,以及優(yōu)良的抗蠕變性能等優(yōu)點,近年來被廣泛的應用于新型耐熱鎂合金的研究中。特別是Nd作為稀土元素的一種,具有細化晶粒,改善合金組織等優(yōu)點,對于新型鎂合金AM50-Nd,其推廣應用尚需對該合金諸如熱裂敏感性等進行更深了解。為此,本論文通過Clyne和Davies的理論模型對AM50-Nd鎂合金以及AZ91鎂合金的熱裂敏感性進行預測,采用“T”字形熱裂模具進行澆注實驗,通過石蠟熔融法測得AM50-Nd系合金裂紋體積。通過A/D轉(zhuǎn)換,使用計算機采集AM50-Nd系合金凝固過程中的溫度以及收縮應力信號數(shù)據(jù),作出進一步的處理并繪制曲線,確定了合金產(chǎn)生熱裂的時間和溫度。借助X射線衍射儀和掃描電鏡對合金第二相進行檢測分析并觀察斷口處熱裂紋的顯微組織。探討了合金凝固最后階段固相分數(shù),凝固溫度區(qū)間特征以及合金脆弱區(qū)域凝固溫度變化對AM50-Nd合金熱裂敏感性的影響,并將AM50鎂合金與傳統(tǒng)的AZ91鎂合金進行了對比。理論預測與試驗結果均表明,AM50-Nd鎂合金和AZ91鎂合金熱裂敏感性系數(shù)(C SC)的順序為:AZ91AM50AM50-0.5wt.%NdAM50-1wt.%NdAM50-2wt.%NdAM50-4wt.%Nd,其中,AM50合金的熱裂敏感性比AZ91高,AM50合金中加入Nd后熱裂敏感性提高,并且熱裂敏感性隨Nd含量增加而提高,AM50-4wt.%Nd鎂合金的熱裂敏感性最大。AM50-Nd鎂合金熱裂紋發(fā)生的主要熱裂機理有液膜理論、凝固收縮補償理論和晶間搭橋理論。隨著Nd含量的增加,凝固時共晶液相降低,液膜的強度降低,流動性變差,承受凝固收縮應力的能力變?nèi)醵篃崃衙舾行陨�。AZ91、AM50鎂合金在凝固末期剩余的液相分數(shù)較多,能夠及時對裂紋進行補縮,使裂紋愈合。并且會以晶間搭橋的方式,增大枝晶間的結合力,降低合金的熱裂傾向性。
【關鍵詞】：AM50-Nd合金 熱裂敏感性 收縮應力 凝固曲線 熱裂機理
【學位授予單位】：沈陽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG146.22
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 鎂及鎂合金9-11
• 1.1.1 鎂及鎂的特性9
• 1.1.2 鎂合金及其特性9-10
• 1.1.3 鎂合金的應用10-11
• 1.2 合金的熱裂及熱裂機理11-14
• 1.2.1 熱裂特征及分類11
• 1.2.2 合金熱裂理論11-14
• 1.3 熱裂傾向性的實驗評定方法14-15
• 1.3.1 熱裂環(huán)法14-15
• 1.3.2 臨界尺寸法15
• 1.3.3 臨界載荷法15
• 1.4 影響合金熱裂性能的因素15-16
• 1.4.1 合金性質(zhì)的影響15-16
• 1.4.2 澆注條件的影響16
• 1.4.3 鑄型的影響16
• 1.5 本課題研究的意義及目的16-17
• 第2章 實驗材料及實驗方法17-25
• 2.1 實驗成分17-18
• 2.2 實驗采用的設備18-21
• 2.2.1 熱裂測試系統(tǒng)18
• 2.2.2 模具部分18-19
• 2.2.3 信號采集裝置19-20
• 2.2.4 信號轉(zhuǎn)換裝置20
• 2.2.5 輸出裝置20-21
• 2.3 合金的熔煉與澆注成型21
• 2.4 鎂合金的熱分析21-23
• 2.5 熱裂紋體積的測定23-24
• 2.6 顯微組織的觀察24-25
• 2.6.1 光學顯微觀察24
• 2.6.2 掃描電鏡顯微觀察24
• 2.6.3 XRD分析24-25
• 第3章 Mg-Al系合金熱裂敏感性預測及熱裂機理研究25-37
• 3.1 Clyne-Davies模型預測AM50和AZ91合金的原理25-26
• 3.2 AM50和AZ91合金熱裂敏感性預測26-28
• 3.3 合金脆性區(qū)域?qū)崃衙舾邢禂?shù)的影響28-29
• 3.4 合金第二相分析29-31
• 3.5 AM50和AZ91鎂合金熱裂機理研究31-34
• 3.6 凝固收縮應力曲線變化對AM50和AZ91合金熱裂敏感性的表征34-35
• 3.7 AM50與AZ91鎂合金裂紋體積35-37
• 第4章 AM50-Nd合金實驗結果與分析37-58
• 4.1 AM50-Nd合金的熱裂敏感性預測37-41
• 4.1.1 AM50-Nd系合金熱裂敏感性預測37-39
• 4.1.2 合金脆性區(qū)域?qū)崃衙舾邢禂?shù)的影響39-41
• 4.2 凝固路徑對AM50-Nd合金熱裂敏感性的影響41-43
• 4.2.1 AM50-Nd鎂合金糊狀區(qū)凝固特征41-42
• 4.2.2 AM50-Nd合金的凝固溫度區(qū)間特征對熱裂敏感性的影響42-43
• 4.3 AM50-Nd系合金第二相分析43-47
• 4.4 AM50-Nd系合金熱裂機理研究47-58
• 4.4.1 AM50-Nd系合金斷口形貌特征47-51
• 4.4.2 AM50-Nd合金斷口截面形貌對熱裂機理的表征51-52
• 4.4.3 凝固收縮應力曲線變化對AM50-Nd合金熱裂敏感性的表征52-55
• 4.4.4 裂紋體積對AM50-Nd合金熱烈敏感性的表征55-58
• 第5章 結論58-60
• 參考文獻60-63
• 致謝63

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：810307