本文關鍵詞：Mg-Al-Sn-Mn合金板材組織與性能研究

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【摘要】：鎂合金板材在電子、通訊、交通、航空航天、國防軍工等領域有著廣泛的應用前景,但目前的應用受到很大限制,其產(chǎn)量、用量、合金牌號均遠不及鋼鐵及鋁、銅等有色金屬。這主要是由于鎂合金的室溫塑性變形能力差,導致鎂合金板材制備加工困難、工藝較為復雜、成本高且性能較差。因此,如何提升鎂合金板材的成形性能、低加工成本,并且改善鎂合金板材的各向異性從而有利于其二次成形,是目前鎂合金板材的研究中急需解決的問題。因此,本文以發(fā)展低成本高性能鎂合金板材為目的,通過常規(guī)的擠壓、軋制工藝制備了不同Al、Sn含量的Mg-Al-Sn-Mn系鎂合金板材。研究了Al、Sn含量對合金板材的組織及性能的影響,并且探討了其組織與性能隨Al、Sn含量變化的相關機制,主要結(jié)論如下:①Mg-Al-Sn-Mn合金擠壓板材的晶粒尺寸隨著Al含量的增加而增大,隨著Sn含量的增加而減小,其中Mg-5Al-1Sn-0.3Mn合金板材的晶粒能夠通過退火處理進一步細化。合金板材中的第二相數(shù)量隨著Al、Sn含量的增加呈現(xiàn)遞增趨勢,其主要第二相包括Mg17Al12與Mg2Sn。合金板材基面織構(gòu)強度隨Al含量的增加表現(xiàn)出先升高后降低的趨勢,隨Sn含量的增加而不斷上升。②Mg-Al-Sn-Mn合金擠壓板材沿擠壓方向的綜合力學性能隨著Al、Sn含量的增加而提高,其中力學性能最好的Mg-5Al-1Sn-0.3Mn和Mg-5Al-3Sn-0.3Mn合金板材的,抗拉強度分別達到了282MPa和290MPa,延伸率分別高達了22.7%和25.7%,其強化機制主要有固溶強化和第二相強化;塑性的提高原因主要有晶粒細化和織構(gòu)弱化。退火處理后,Mg-5Al-1Sn-0.3Mn合金性能得到進一步提高,抗拉強度提升至304MPa,延伸率無明顯變化,強度提高的原因是細晶強化和織構(gòu)強化;合金板材的各向異性隨Al含量的增加而降低,隨Sn含量的增加而提高。③Mg-Al-Sn-Mn系合金擠壓板材在熱軋后發(fā)生了明顯的再結(jié)晶現(xiàn)象,晶粒沿軋制方向拉長,第二相在軋制過程中被破碎并且沿軋制方向分布,Al、Sn含量的增加導致軋制板材的基面織構(gòu)強度降低。退火后的Mg-Al-Sn-Mn系合金軋制板材發(fā)生靜態(tài)再結(jié)晶,晶粒大小變得均勻,第二相部分溶入基體,且基面織構(gòu)強度隨著Al、Sn含量的增加而弱化。④Mg-Al-Sn-Mn系合金軋制板材退火后的綜合力學性能隨Al含量的增加而提高增加,而Sn含量增加時力學性能變化不明顯;其中性能最好的Mg-5Al-1Sn-0.3Mn和Mg-5Al-3Sn-0.3Mn的屈服強度分別達到了223MPa和233MPa;抗拉強度分別達到了313MPa和324MPa;延伸率分別高達25.2%和24.1%,其強化機制主要有細晶強化、固溶強化、第二相強化以及織構(gòu)強化,塑性的提高原因主要有晶粒細化和織構(gòu)弱化。合金板材的各向異性隨著Al、Sn含量的增加而減弱,影響各向異性的原因主要是織構(gòu)強度。⑤論文通過擠壓、軋制和退火處理,在優(yōu)化合金成分的基礎上,獲得了低成本高性能的Mg-Al-Sn-Mn合金板材,其力學性能明顯優(yōu)于現(xiàn)行的商用鎂合金板材的力學性能,具有較好的工程應用潛力。
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG146.22

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