【摘要】：鎂合金作為當前最有應用前景的材料之一,它的密度小、韌性好、減震性強、凝固速度快、優(yōu)良的切削加工性等優(yōu)點受到廣泛的關注,但鎂合金的弊端也非常突出,如室溫塑性差、強度低、耐蝕性差等,想要使鎂合金有廣闊的應用,就要解決這些尖銳的問題。本文對鑄態(tài)AZ91D鎂合金分別進行了固溶處理、高壓扭轉+固溶處理、固溶+時效處理、固溶+高壓扭轉+時效處理。分別采用X射線衍射儀(XRD)、光學顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)等方法對各組實驗合金進行顯微組織研究,采用顯微硬度計(HV)對鎂合金的硬度性能進行測試。探討了固溶和時效+高壓扭轉對AZ91D鎂合金的第二相溶解和析出行為的影響。實驗結果顯示:對于(高壓扭轉+)固溶處理對比實驗,高壓扭轉對鑄態(tài)組織的細化明顯,平均晶粒尺寸從固溶態(tài)171~350μm細化至HPT+固溶態(tài)的30~49μm;經過高壓扭轉使得固溶溫度降低,固溶時間縮短,第二相β-Mg_(17)Al_(12)相能更快的溶入基體中,但顯微硬度提高并不明顯,只提高了4 HV;對于固溶(+高壓扭轉)+時效處理對比實驗,高壓扭轉對經固溶處理的鑄態(tài)組織細化非常明顯,晶粒大小由數百微米細化至納米晶級別,經過高壓扭轉使得時效溫度降低,時效時間縮短,第二相β-Mg_(17)Al_(12)相由固溶時效態(tài)的長桿狀和塊狀變?yōu)闄E圓塊狀和顆粒狀,變得更細小、分布于更加均勻,顯微硬度提高明顯,相對于固溶時效處理態(tài)提高了42%,達到128HV。高壓扭轉能促進第二相的析出與溶解,并且改變了隨后時效處理所析出的β-Mg_(17)Al_(12)相形貌,顯著提高了固溶時效處理態(tài)的顯微硬度,但對僅固溶處理的硬度影響較小。
【圖文】：

燕山大學工學碩士學位論文化學性質活潑，在空氣中極易氧化變暗。Mg 的原子序數為 12；相對原子質量為 24.3；Mg 密度為 1.78 g/cm3，僅為鋁的 2/3，鈦的 2/5，鋼的 1/4，銅的 1/5；熔點為 650 ℃，沸點為 1107 ℃，熔化潛熱為 368 J/g。Mg 的晶體結構為密排六方結構（a=0.32092 nm，c=0.52105 nm，c/a=1.633），圖 1-1 為 Mg 的晶體結構[5]。當溫度低于 225 ℃時，Mg 的主要滑移系為{0001}<1120>,次滑移系為{1011}<1120>,當溫度高于 225 ℃時，滑移還可以在{1011}<1120>上進行。孿晶出現(xiàn)在{1012}晶面簇上，二次孿晶出現(xiàn)在{3034}晶面上，，高溫下，{1013}晶面也會出現(xiàn)孿晶。Mg 合金的這種密排六方此結構會有高溫下塑性好，可以進行熱加工，但室溫塑性差的特點。純 Mg 的電極電位低(-2.37 V)，耐蝕性能差，在水環(huán)境中和酸和鹽溶液中易被腐蝕，但對堿類、汽油和礦物油具有化學穩(wěn)定性，因此 Mg 合金可作為輸油管道的材料[6]。

圖 1-2 Mg-Al 二元平衡相圖[14] Mg 合金Mg 合金在工程中也被廣泛使用。Mg-Zn 系 Mg 合金的強度和負載能力[16]。當前已開發(fā)出的 Mg-Zn -Zn-Zr-RE、Mg-Zn-RE、Mg-Zn-Cu、Mg-Zn-Mn 等系列Zr，不僅可以使晶粒得到細化從而提高強度，還可提前開發(fā)的較成熟的 Mg-Zn-Zr 系鎂合金有 ZK20 和 的 Cu，可以使固溶溫度升高，促進析出相的空位形n 合金時效硬化效應[17]。目前開發(fā)出的主要牌號有 Zn 二元合金中添加稀土元素，可以改進材料的力學性的稀土元素有：Y、Gd、Ce、Nd、以及 MM 等。M具有高的強度、低的擠壓溫度、可以時效強化以及價號有 ZM21 和 ZM61 等。
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG146.22;TG156.9

【參考文獻】

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本文編號：2651667