本文關(guān)鍵詞：壓鑄鎂合金AM50的組織和力學(xué)性能

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【摘要】：AM50鎂合金以其輕質(zhì)高強(qiáng)的力學(xué)性能，引起了廣泛的關(guān)注和研究。但是由于鎂合金復(fù)雜的制備工藝過(guò)程，以及在制備過(guò)程中各種工藝參數(shù)的不確定性，在很大程度上制約了鎂合金廣泛應(yīng)用及推廣。 本課題在對(duì)鎂合金的壓鑄工藝進(jìn)行了系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步改進(jìn)了鎂合金壓鑄制備工藝，并且成功制備出了AM50棒狀鎂合金壓鑄試樣。為了進(jìn)一步研究壓鑄鎂合金AM50的性能，對(duì)得到的試樣進(jìn)行拉伸力學(xué)性能的測(cè)試。對(duì)拉伸后的試樣又進(jìn)行了金相顯微分析，并對(duì)拉伸斷口進(jìn)行了掃面電鏡分析，通過(guò)分析得到了壓鑄鎂合金AM50的基本顯微組織結(jié)構(gòu)，得到了該工藝下制備的鎂合金的基本力學(xué)性能，以及同批生產(chǎn)的鎂合金試棒力學(xué)性能不同的根本原因。 在成功制備出棒狀鎂合金試樣的基礎(chǔ)上，又對(duì)鎂合金壓鑄工藝工程中的存在缺陷和問(wèn)題進(jìn)行修正，成功制備出汽車座椅骨架結(jié)構(gòu)的鎂合金壓鑄構(gòu)件。在構(gòu)件上不同的部位進(jìn)行取樣測(cè)試力學(xué)性能，最后對(duì)汽車座椅骨架不同位置取樣的試件，進(jìn)行了顯微組織分析，以及掃描斷口分析，找到了汽車骨架不同位置處，力學(xué)性能不同的原因。主要研究成果如下： (1)成功的壓鑄了一批棒狀A(yù)M50鎂合金，對(duì)這一批試件中66個(gè)樣品進(jìn)行了拉伸試驗(yàn)，最后發(fā)現(xiàn)80%的力學(xué)性能比較接近，屈服強(qiáng)度在123.64MPa附近波動(dòng)，抗拉強(qiáng)度在221.84MPa附近波動(dòng)。20%的試件性能出現(xiàn)大幅度的波動(dòng)，其中性能最差和最好的試樣的抗拉強(qiáng)度分別為156.12MPa和249.79Mpa，斷裂應(yīng)變分別為6.29%和13.92%，性能最好的試樣與性能最差的試樣相比這兩項(xiàng)拉伸性能指標(biāo)分別增加了60%和122.36%差距明顯。 (2)金相照片和拉伸斷口的電鏡掃描照片表明，同一批鑄造的試棒出現(xiàn)三類不同的性能，主要是因?yàn)樵嚇觾?nèi)部的氣孔缺陷的尺寸、數(shù)量和分布情況造成的。在性能較差的試樣內(nèi)部，氣孔缺陷不但尺寸較大，數(shù)量較多，而且分布不均勻，在降低材料強(qiáng)度的同時(shí)，也為材料內(nèi)部斷裂裂紋的擴(kuò)展提供通道，使得材料的強(qiáng)度和變形能力都大大減小。而在性能較好的試樣內(nèi)部，氣孔缺陷尺寸本身較小，數(shù)量有限，而且在空間分布上較為均勻，很難成為裂紋擴(kuò)展的便捷通道，而且少量同晶粒直徑尺寸或以下尺寸的氣孔缺陷還有利于材料塑性變形能力的增加，因此材料在獲得高強(qiáng)度的同時(shí)，其斷裂應(yīng)變顯著增加。 (3)壓鑄鎂合金AM50的組成相主要有α-Mg固溶體和Mg17Al12化合物。其中α-Mg以基體形式出現(xiàn)在組織中，余下少部分Mg17Al12化合物呈不連續(xù)的網(wǎng)狀分布。Mg17Al12為較硬相，其分布、數(shù)量和大小會(huì)顯著地影響鎂合金AM50的性能。 (4)盡管對(duì)鎂合金座椅骨架結(jié)構(gòu)的壓鑄工藝進(jìn)行了改進(jìn)，但是同一構(gòu)件的不同部位上得到的試樣的力學(xué)性能仍有顯著區(qū)別，汽車坐盆的前部的力學(xué)性能指標(biāo)最好，抗拉強(qiáng)度為242.MPa，屈服強(qiáng)度為123.65MPa，，延伸率為11.39%，靠背骨架的側(cè)面力學(xué)性能指標(biāo)較好，抗拉強(qiáng)度為225.85MPa，屈服強(qiáng)度為134.51MPa。 (5)通過(guò)金相照片和掃描電鏡照片的進(jìn)一步分析表明，造成這種大型構(gòu)件在壓鑄過(guò)程中各部位性能不一致的主要原因仍然是氣孔的尺寸以及氣孔的分布。
【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】：2015
【分類號(hào)】：TG249.2;TG146.22

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本文編號(hào)：1197226