本文關(guān)鍵詞：熱處理工藝對(duì)軋制ZK60鎂合金的微觀組織和高周疲勞性能影響

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【摘要】：鎂合金具有密度相對(duì)較低、比強(qiáng)度相對(duì)于其它合金高以及可以用來(lái)循環(huán)利用等獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),因此在航空制造、飛行器研制、汽車輕量化和節(jié)能環(huán)保等眾多工程領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。然而,在這些領(lǐng)域里鎂合金構(gòu)件往往要承受疲勞載荷,所以在工程實(shí)踐應(yīng)用中不可避免的出現(xiàn)疲勞失效問(wèn)題。近些年來(lái),隨著熱處理工藝的日新月異,科研工作者通過(guò)不斷研究表明通過(guò)合適的熱處理工藝可以對(duì)鎂合金的疲勞性能進(jìn)行改善。因此,研究熱處理對(duì)ZK60鎂合金的組織變化以及高周疲勞性能的影響具有現(xiàn)實(shí)意義。采用金相顯微鏡、X-射線衍射儀(XRD)和透射電子顯微鏡(TEM)對(duì)三種狀態(tài)的合金的組織與結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)試,并應(yīng)用掃描電子顯微鏡(SEM)對(duì)其疲勞斷口形貌進(jìn)行觀察(三種狀態(tài)包括:軋制態(tài)的母材(As-Rolled)、固溶處理(T4處理)和固溶時(shí)效處理(T6處理))。采用拉伸試驗(yàn)機(jī)和維氏硬度測(cè)試儀對(duì)樣品的力學(xué)應(yīng)能進(jìn)行測(cè)試,用高周疲勞試驗(yàn)機(jī)測(cè)試試樣的疲勞性能。在450℃的溫度條件和不同時(shí)間下進(jìn)行固溶處理,通過(guò)硬度測(cè)試得到優(yōu)化后的固溶處理參數(shù)T4為450℃×12 h,然后對(duì)利用該參數(shù)固溶處理后的試樣進(jìn)行人工時(shí)效處理,確定了最佳固溶時(shí)效處理參數(shù)T6為450℃×12h+175℃×25 h。試驗(yàn)研究結(jié)果表明,ZK60鎂合金組織主要為α-Mg、MgZn和MgZn2,其形態(tài)和分布具有復(fù)雜性和多樣性。經(jīng)450℃保溫12h的固溶工藝處理后,固溶后的組織中只有少許的MgZn2相;經(jīng)過(guò)時(shí)效處理后,有第二相析出。試驗(yàn)結(jié)果表明,經(jīng)過(guò)固溶處理(T4處理)和固溶時(shí)效處理(T6處理)使ZK60鎂合金的疲勞性能得到改善。母材、T4處理和T6處理的三種狀態(tài)下的疲勞強(qiáng)度分別:94.5MPa,112.4MPa和101.3MPa,即固溶處理后鎂合金試樣的疲勞強(qiáng)度最高。同時(shí)發(fā)現(xiàn),在每個(gè)應(yīng)力載荷下熱處理試樣的疲勞壽命比母材的疲勞壽命高。通過(guò)觀察S-N曲線中疲勞壽命的分布可知,在106到107范圍內(nèi)母材和T4處理試樣出現(xiàn)了疲勞壽命間隙,然而在T6處理的試樣并沒(méi)有觀察到此現(xiàn)象,本文對(duì)其形成機(jī)理進(jìn)行了分析。
【關(guān)鍵詞】：鎂合金 熱處理 力學(xué)性能 疲勞行為
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG146.22;TG166.4
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-23
• 1.1 選題背景和意義10-12
• 1.2 鎂合金的力學(xué)性能及疲勞行為的研究現(xiàn)狀12-17
• 1.2.0 金屬材料的疲勞定義12-13
• 1.2.1 金屬材料疲勞的研究進(jìn)展13-14
• 1.2.2 鎂合金材料特性及力學(xué)性能特點(diǎn)14-16
• 1.2.3 鎂合金材料的滑移系特點(diǎn)分析16-17
• 1.2.4 鎂合金材料的疲勞研究17
• 1.3 鎂合金熱處理工藝的研究進(jìn)展17-20
• 1.3.1 鎂合金材料的固溶處理理論18
• 1.3.2 鎂合金材料的時(shí)效處理理論18-19
• 1.3.3 鎂合金材料的其它熱處理方式19-20
• 1.4 Mg-Zn系和金相的研究20
• 1.5 熱處理對(duì)鎂合金疲勞行為的影響的研究進(jìn)展20-21
• 1.6 本論文研究的主要內(nèi)容及技術(shù)路線21-23
• 第二章 試驗(yàn)材料及方法23-30
• 2.1 引言23
• 2.2 實(shí)驗(yàn)材料23
• 2.3 ZK60鎂合金板材的熱處理23-24
• 2.4 顯微組織觀察方法24
• 2.5 試驗(yàn)設(shè)備及應(yīng)用條件24-28
• 2.5.1 硬度測(cè)量24
• 2.5.2 拉伸試驗(yàn)所用設(shè)備24-25
• 2.5.3 高周疲勞試驗(yàn)所用設(shè)備25-26
• 2.5.4 斷口掃描所用設(shè)備26
• 2.5.5 光學(xué)顯微鏡(OM)26
• 2.5.6 X-射線衍射(XRD)設(shè)備及應(yīng)用條件26-27
• 2.5.7 透射電子顯微鏡(TEM)及試劑27-28
• 2.6 試驗(yàn)結(jié)果記錄及處理方法28-30
• 2.6.1 拉伸試驗(yàn)方法及數(shù)據(jù)處理28-29
• 2.6.2 疲勞試驗(yàn)方法及數(shù)據(jù)處理方法29-30
• 第三章 熱處理對(duì)軋制態(tài)ZK60鎂合金顯微組織的影響30-42
• 3.1 引言30
• 3.2 軋制的ZK60鎂合金組織研究30-34
• 3.2.1 板材的金相組織30-31
• 3.2.2 板材的X-射線衍射(XRD)分析31-32
• 3.2.3 板材的組織的透射分析32-34
• 3.3 ZK60鎂合金的固溶及時(shí)效處理的顯微硬度分析34-36
• 3.3.1 固溶處理試驗(yàn)過(guò)程及顯微硬度34-35
• 3.3.2 時(shí)效處理試驗(yàn)過(guò)程及顯微硬度35
• 3.3.3 固溶及時(shí)效處理試驗(yàn)處理試樣的顯微硬度分析35-36
• 3.4 ZK60鎂合金固溶處理的組織研究36-38
• 3.4.1 鎂合金固溶處理的金相組織36-37
• 3.4.2 鎂合金固溶處理后的的X-射線(XRD)分析37
• 3.4.3 鎂合金固溶處理后的的透射電子顯微鏡(TEM)分析37-38
• 3.5 ZK60鎂合金時(shí)效處理的組織研究38-41
• 3.5.1 鎂合金時(shí)效處理的金相組織38-39
• 3.5.2 鎂合金時(shí)效處理后的的X-射線(XRD)分析39-40
• 3.5.3 鎂合金時(shí)效處理后的的透射電子顯微鏡(TEM)分析40-41
• 3.6 本章小結(jié)41-42
• 第四章 熱處理對(duì)軋制態(tài)ZK60鎂合金高周疲勞性能的影響42-56
• 4.1 前言42
• 4.2 不同狀態(tài)下ZK60鎂合金室下的拉伸性能42-44
• 4.2.1 鎂合金的室溫拉伸性能42-43
• 4.2.2 沉淀相與力學(xué)性能關(guān)系的分析43-44
• 4.3 不同狀態(tài)下ZK60鎂合金室下的高周疲勞行為44-54
• 4.3.1 鎂合金的高周疲勞性能44-47
• 4.3.2 鎂合金的高周疲勞試樣的表面形貌47-50
• 4.3.3 鎂合金的高周疲勞試樣的斷裂行為50-54
• 4.4 本章小結(jié)54-56
• 第五章 結(jié)論56-58
• 參考文獻(xiàn)58-63
• 致謝63-64
• 碩士期間論文發(fā)表情況64

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1 王春艷;吳昆;鄭明毅;;ZK60和Al_(18)B_4O_(33)w/ZK60高溫壓縮流變應(yīng)力行為的研究[J];材料科學(xué)與工藝;2007年02期

2 王斌;易丹青;方西亞;劉會(huì)群;吳春萍;;ZK60鎂合金高溫動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為的研究[J];材料工程;2009年11期

3 張義;張治民;張星;;時(shí)效溫度對(duì)ZK60鎂合金組織和性能的影響[J];熱加工工藝;2010年06期

4 麻彥龍,潘復(fù)生,左汝林;高強(qiáng)度變形鎂合金ZK60的研究現(xiàn)狀[J];重慶大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2004年09期

5 張秋美;侯軍才;;ZK60鎂合金變形固溶處理對(duì)硬度的影響[J];科技信息;2011年15期

6 麻彥龍,左汝林,湯愛(ài)濤,張靜,潘復(fù)生;ZK60鎂合金鑄態(tài)顯微組織分析[J];重慶大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2004年08期

7 劉文才;董杰;張平;翟春泉;丁文江;;噴丸強(qiáng)化對(duì)ZK60鎂合金高周疲勞性能的影響[J];中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào);2009年10期

8 王忠軍;張彩碚;崔建忠;樂(lè)啟熾;邵曉宏;孫躍;;鉺和釹對(duì)鑄態(tài)ZK60鎂合金顯微組織和力學(xué)性能的影響[J];中國(guó)稀土學(xué)報(bào);2006年06期

9 李保成;張星;張治民;;ZK60鎂合金熱/力模擬分析[J];中北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年02期

10 王敏;王守仁;王硯軍;楊麗穎;趙方;;ZK60鎂合金熱壓變形和退火中的組織與織構(gòu)演變[J];材料熱處理學(xué)報(bào);2010年06期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 張文鳳;曹輝;郝儀;高波;涂贛峰;;ZK60鎂合金強(qiáng)流脈沖電子束表面改性研究[A];2010全國(guó)荷電粒子源、粒子束學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2010年

2 張保平;張丁非;丁培道;;ZK60鎂合金鑄錠宏觀組織觀察[A];2004年中國(guó)材料研討會(huì)論文摘要集[C];2004年

3 張保平;張丁非;丁培道;彭建;;ZK60鎂合金鑄錠宏觀組織觀察[A];2004年材料科學(xué)與工程新進(jìn)展[C];2004年

4 王珩;胡連喜;于洋;王爾德;;ZK60鎂合金氫氣氛下球磨過(guò)程的氫化與組織演變[A];2009全國(guó)粉末冶金學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2009年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 李彩霞;螺旋磁場(chǎng)對(duì)ZK60合金凝固過(guò)程的影響及溫差擠壓強(qiáng)韌化機(jī)理研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2013年

2 王子田;ZK60鎂合金溫?zé)崴苄宰冃闻c抗沖擊性能研究[D];中北大學(xué);2013年

3 程仁菊;鍶影響AZ31和ZK60鎂合金鑄態(tài)組織的基礎(chǔ)研究[D];重慶大學(xué);2010年

4 林金保;往復(fù)擠壓ZK60與GW102K鎂合金的組織演變及強(qiáng)韌化機(jī)制研究[D];上海交通大學(xué);2008年

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1 李鑫;等徑角擠壓和時(shí)效處理對(duì)ZK60鎂合金電化學(xué)腐蝕行為的影響[D];南京理工大學(xué);2015年

2 徐建彬;ZK60鎂合金塑性變形行為的實(shí)驗(yàn)與模擬研究[D];重慶大學(xué);2015年

3 許聯(lián)林;氫化-脫氫制備ZK60納米晶鎂合金材料及組織演化[D];太原理工大學(xué);2016年

4 曾勛;電脈沖處理對(duì)冷軋ZK60板材組織演變和力學(xué)性能的研究[D];太原理工大學(xué);2016年

5 王貴生;熱處理工藝對(duì)軋制ZK60鎂合金的微觀組織和高周疲勞性能影響[D];太原理工大學(xué);2016年

6 魏文婷;ZK60鎂合金等溫?cái)D壓成形及組織性能變化規(guī)律研究[D];武漢理工大學(xué);2010年

7 韓保杰;熱加工對(duì)ZK60鎂合金的組織和力學(xué)性能的影響[D];中北大學(xué);2012年

8 張曉霞;高強(qiáng)變形ZK60鎂合金抗沖擊性能研究[D];中北大學(xué);2014年

9 鄭從吉;ZK60變形鎂合金的合金相研究[D];重慶大學(xué);2009年

10 席海霞;ZK60鎂合金擠壓過(guò)程數(shù)值模擬研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2009年

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