【摘要】：隨著社會(huì)的不斷發(fā)展,鎂合金由于質(zhì)量輕、密度小、比強(qiáng)度高等特點(diǎn)越來越受到重視。采用一般壓鑄方法生產(chǎn)的鎂合金,其力學(xué)性能較低,阻礙了鎂合金的應(yīng)用范圍。因而開發(fā)出新型的鎂合金就十分必要了。半固態(tài)成形工藝是目前較為新型的成形工藝之一,能夠很好地解決鎂合金產(chǎn)品的許多問題。本文以Mg-7Zn二元合金為基礎(chǔ),通過添加一定量的V元素,并且通過光學(xué)顯微鏡、X射線衍射分析、掃描電子顯微鏡等方法來進(jìn)行以下的研究。對(duì)鑄態(tài)Mg-7Zn-x V鎂合金的組織與性能進(jìn)行了研究,結(jié)果表明:隨著適量金屬V元素的添加量逐步增多,其鑄態(tài)合金的非枝晶組織逐漸細(xì)化,其拉伸性能和延伸率呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。當(dāng)V的含量為0.1%和0.3%時(shí),相比于Mg-7Zn二元合金,其抗拉強(qiáng)度與延伸率明顯增加,其抗拉強(qiáng)度分別為194MPa、192MPa,延伸率分別為12.70%與12.10%,當(dāng)V的含量為0.5%時(shí),其抗拉強(qiáng)度與延伸率開始下降。由X射線衍射分析可知,在添加了V的Mg-7Zn三元合金,其主要是由α-Mg基體與Mg_7Zn_3相和Mg_(102.09)Zn_(39.60)相構(gòu)成。研究了熱處理對(duì)鑄態(tài)Mg-7Zn-0.1V鎂合金組織與性能的影響,研究表明:在340°C下,固溶10h,其固溶效果最好。大量的共晶相進(jìn)入了基體中,殘余的共晶相呈均勻、彌散狀分布。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)行160°C下的時(shí)效處理,隨著時(shí)效時(shí)間的延長(zhǎng),析出的沉淀相越來越多,在160°C下,時(shí)效40h時(shí),其合金的析出相均勻地分布,其抗拉強(qiáng)度與顯微硬度均達(dá)到最大值,分別為305MPa和92.7VHN。通過半固態(tài)等溫?zé)崽幚?研究了保溫溫度和保溫時(shí)間對(duì)Mg-7Zn-x V鎂合金半固態(tài)組織演變的影響。結(jié)果表明:保溫溫度和保溫時(shí)間對(duì)Mg-7Zn-x V非枝晶組織的演變有重要的影響;提高保溫溫度或是延長(zhǎng)保溫時(shí)間,可以使Mg-7Zn-x V中的非枝晶組織轉(zhuǎn)變?yōu)楦蛹?xì)小且分布均勻的球狀顆粒;當(dāng)保溫溫度過高或是保溫時(shí)間過長(zhǎng)時(shí),半固態(tài)顆粒會(huì)出現(xiàn)合并和長(zhǎng)大,其主要的演變機(jī)制與Ostwald熟化規(guī)律相符合;Mg-7Zn-0.1V合金的最佳等溫?zé)崽幚砉に囀?保溫溫度600°C,保溫時(shí)間40min,非枝晶顆粒的平均尺寸為46μm,形狀因子為1.28。Mg-7Zn-0.3V合金的最佳等溫?zé)崽幚砉に囀?保溫溫度605°C,保溫時(shí)間40min,非枝晶顆粒的平均尺寸為48.5μm,形狀因子為1.26。Mg-7Zn-0.5V合金的最佳等溫?zé)崽幚砉に囀?保溫溫度605°C,保溫時(shí)間30min,非枝晶顆粒的平均尺寸為47.2μm,形狀因子為1.26。
【圖文】：

預(yù)熱好的鋅錠加入；繼續(xù)升高溫度，當(dāng)爐子的溫度達(dá)到 740C° 時(shí)，將預(yù)熱好屬釩加入。3) 精煉：當(dāng)熔煉爐溫度下降到 720C° 時(shí)，將根據(jù)熔煉時(shí)的合金質(zhì)量稱量好適的精煉劑(C2Cl6)，用預(yù)熱清理干凈過的鐘罩加入到合金金屬液中，進(jìn)行精程，在這個(gè)過程中，要注意繼續(xù)通入氬氣進(jìn)行保護(hù)，并用鐘罩不斷攪動(dòng)金屬至金屬液表面呈現(xiàn)銀白色為止，然后扒去金屬液表面的爐渣，撒上適量的覆，完成精煉。3) 澆注：金屬液靜置 15min 左右后，不斷調(diào)整熔煉爐的溫度，使溫度逐漸到 710C° 時(shí)，進(jìn)行澆注。在澆注之前，要提前將在保溫箱內(nèi)預(yù)熱好的澆注模速而又準(zhǔn)確的組合完成，以保證澆注工作順利進(jìn)行，并且澆注過程中速度要，過快或是過慢都會(huì)對(duì)合金產(chǎn)生一定不好的影響。在澆注過程中，要均勻廣向合金的金屬液表面以及模具上噴灑適量的硫粉，以阻礙金屬液與空氣中的氣體發(fā)生接觸，，使得合金后續(xù)的性能有一定的保障。使用的模具以及試樣的過程如圖 2.1 所示。

圖 2.2 拉伸試樣示意圖Figure 2.2 Schematic diagram of tensile tes金的硬度試驗(yàn)，采用 FM-700 硬度樣的上下平面打磨平整，以防止試而導(dǎo)致誤差產(chǎn)生，測(cè)量試樣的上下的誤差。試驗(yàn)時(shí)，所要設(shè)置加載的樣要完全保證至少有 8 個(gè)測(cè)試與分析完成后，要盡可能精確地算出和量，然后根據(jù)其產(chǎn)生的對(duì)角線的長(zhǎng)度到該點(diǎn)的硬度值，測(cè)出所有點(diǎn)的硬值，作為其所測(cè)試試樣的硬度值。
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG146.22

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2707366