本文關鍵詞：鑄造鎂合金晶粒細化的研究

  更多相關文章： AZ91和AZ31鎂合金 晶粒細化 稀土元素 Al-4Ti-B Al-5Ti-0.8C

【摘要】：雖然鎂合金一直被人廣泛認為是一種比較有優(yōu)勢的合金材料,但是在力學性能方面的劣勢卻促使鎂合金在實際應用中大不如鋁合金,因而,為了拓寬鎂合金在工業(yè)等各領域里的實際應用范圍,探求比較好的晶粒細化劑以及合適的成型方法是急需解決的問題。目前在AM6、AZ31和AZ91這幾種鎂合金上,關于鎂合金晶粒細化的研究比較多。所運用的細化劑大多是Al-Ti-B和稀土Y、La,而對于AZ91和AZ31鎂合金晶粒細化的研究則缺少系統(tǒng)的探索,并且采用Al-Ti-C、Al-Ti-B、稀土Sm、Gd、Y等進行對比研究更為少見。為了研究Al-4Ti-B、Al-5Ti-0.8C和稀土元素分別對鎂合金晶粒的影響,在覆蓋劑及惰性氣體的保護下熔煉AZ91和AZ31合金,并在鎂合金熔化的時候分別加入Al-4Ti-B、Al-5Ti-0.8C和稀土中間合金,制備鎂合金試樣。對比了加入細化劑前后,在不同添加量下的鎂合金晶粒大小,采用硬度測試和拉伸測試對合金進行力學性能測試,通過比較加入不同質量分數的細化劑,合金性能的變化走勢。實驗結果表明,Al-4Ti-B,Al-5Ti-0.8C的添加,對AZ91鎂合金晶粒有細化作用,且力學性能也得到了提高;但若是Al-4Ti-B和Al-5Ti-0.8C中間合金加入量超過一定數值,晶粒尺寸變大,力學性能反而會降低。因此,最佳添加量Al-4Ti-B的質量分數為0.1875%,Al-5Ti-0.8C的質量分數為0.2%。稀土元素Sm、Gd、Y的加入對AZ31鎂合金晶粒的細化有好的方面的影響,當加入的質量分數逐漸增大的時候,細化效果出現了先變細后變大的趨勢,因而通過對實驗結果的分析測量發(fā)現,最佳添加量Sm的質量分數0.4%,Gd的質量分數為1.5%,Y的質量分數為1.0%。由細化劑細化晶粒尺寸的統(tǒng)計表明,加入Al-4Ti-B和Al-5Ti-0.8C細化劑后,晶粒的尺寸有了明顯的降低,但是添加Al-5Ti-0.8C的細化效果要比添加Al-4Ti-B對AZ91合金平均晶粒尺寸的細化效果弱一些。加入稀土細化劑后,晶粒的尺寸有了明顯的降低,就稀土元素而言,Gd的細化效果最好。測試細化后合金的硬度和抗拉強度發(fā)現,在晶粒細化后,添加Al-4Ti-B的合金力學性能比添加Al-5Ti-0.8C和稀土的合金力學性能都要好一些。
【關鍵詞】：AZ91和AZ31鎂合金 晶粒細化 稀土元素 Al-4Ti-B Al-5Ti-0.8C
【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG292
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-17
• 1.1 課題的研究背景和意義10
• 1.2 研究現狀10-16
• 1.2.1 Al-Ti-B晶粒細化劑的發(fā)展現狀10-12
• 1.2.2 Al-Ti-C細化劑國內外的發(fā)展狀況12-13
• 1.2.3 稀土元素細化劑研究現狀13-16
• 1.3 本文研究內容16-17
• 2 鎂合金基本特征和晶粒細化方法17-26
• 2.1 鎂及鎂合金的基本特征和分類17-22
• 2.1.1 鎂及鎂合金的基本特征17-19
• 2.1.2 鎂及鎂合金的分類19
• 2.1.3 鎂及鎂合金的應用19-22
• 2.2 鎂鋁合金晶粒細化的主要方法22-25
• 2.2.1 鎂合金晶粒細化的方法22
• 2.2.2 熔體階段細化22-23
• 2.2.3 固態(tài)形變處理細化23-24
• 2.2.4 元素的細化作用24-25
• 2.3 本章小結25-26
• 3 AZ91鎂合金晶粒細化的試驗研究26-46
• 3.1 試驗材料及過程26-33
• 3.1.1 試驗材料和實驗方法26-28
• 3.1.2 熔煉和澆鑄過程28-30
• 3.1.3 熱處理過程30-32
• 3.1.4 力學性能試驗32-33
• 3.2 Al-Ti-B試驗結果及分析討論33-40
• 3.2.1 Al-Ti-B對AZ91鎂合金鑄態(tài)顯微組織的影響33-35
• 3.2.2 Al-Ti-B對AZ91鎂合金固溶態(tài)顯微組織的影響35-36
• 3.2.3 Al-Ti-B對AZ91力學性能的影響36-39
• 3.2.4 Al-Ti-B對AZ91鎂合金晶粒細化的作用機理39-40
• 3.3 Al-Ti-C試驗結果及分析討論40-45
• 3.3.1 Al-Ti-C對AZ91鎂合金鑄態(tài)組織的細化效果影響40-42
• 3.3.2 Al-Ti-C對AZ91鎂合金力學性能的影響42-44
• 3.3.3 Al-Ti-C 對 AZ91 鎂合金晶粒細化的作用機理44-45
• 3.4 本章小結45-46
• 4 AZ31鎂合金晶粒細化的試驗研究46-60
• 4.1 試驗材料及過程46-51
• 4.1.1 試驗材料和實驗方法46-47
• 4.1.2 熔煉和澆鑄過程47-49
• 4.1.3 金相及晶粒尺寸預測49-50
• 4.1.4 硬度測試50-51
• 4.2 實驗數據分析51-58
• 4.2.1 Gd對AZ31鎂合金晶粒細化的的機理52-53
• 4.2.2 Sm對AZ31鎂合金晶粒細化的機理53-54
• 4.2.3 Y對AZ31鎂合金晶粒細化的機理54-56
• 4.2.4 稀土元素對AZ31鑄態(tài)鎂合金力學性能的影響56-58
• 4.3 本章小結58-60
• 結論60-61
• 參考文獻61-65
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文65-66
• 致謝66-67

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本文編號：868291