【摘要】：鎂是世界上最豐富的礦產(chǎn)資源之一,地殼中儲量極其豐富。鎂合金具有密度低、塑性好、易加工成型和可回收再利用等優(yōu)點,被譽為“21世紀綠色工程材料”。然而,鎂合金耐蝕性差、硬度低等缺點制約了其性能優(yōu)勢的發(fā)揮。直流脈沖熔化極惰性氣體保護焊(DC-PMIG)是一種較為成熟的加工方法,易在大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)中應用,采用該技術(shù)改善鎂合金表面綜合性能對擴展鎂合金應用范圍具有重要意義。以ER4043鋁硅合金焊絲為熔覆材料,采用DC-PMIG在AZ91D鎂合金表面制備Al-Si復合層。利用Simufact.welding軟件模擬熔覆熱過程,對不同熱輸入熔覆過程中的溫度場進行數(shù)值模擬,在此基礎(chǔ)上選擇和優(yōu)化熔覆熱輸入和工藝參數(shù)。結(jié)果表明:數(shù)值模擬方案1~3,即熱輸入為875-1281 J/cm之間,熔覆層與基體結(jié)合較好且稀釋率較低。在數(shù)值模擬得到的熱輸入范圍內(nèi)進一步優(yōu)化,設(shè)置不同工藝參數(shù)進行試驗,得到不同熱輸入試樣。采用光學顯微鏡、掃描電子顯微鏡、X射線衍射儀觀察并分析試樣的組織形貌和物相組成,采用顯微硬度計、電化學工作站測定試樣的顯微硬度和耐腐蝕性能。研究結(jié)果表明:不同熱輸入試樣的表面成型效果及氣孔率不同。熔覆層中的主要成分為α-Al固溶體、Al-Si共晶和Mg_2Si�；w和熔覆層之間存在過渡區(qū),熱輸入大小直接影響過渡區(qū)的厚度。過渡區(qū)中存在多種金屬間化合物,主要為Al_(12)Mg_(17),Al_3Mg_2和Mg_2Si。不同熱輸入試樣的顯微硬度與基體相比都得到了提高(50~70 HV_(0.1))。電化學腐蝕試驗得到的極化曲線及數(shù)據(jù)分析可知,基體的自腐蝕電位為-1467mV,低于不同熱輸入下熔覆層的自腐蝕電位。隨著熱輸入的增加,熔覆層的自腐蝕電流密度增大,耐蝕性能降低。得出結(jié)論:熱輸入在一定范圍內(nèi),采用DC-PMIG方法可以在鎂合金表面制備毫米級厚度且表面成型良好的Al-Si復合層。其中低熱輸入有利于減少氣孔,減少過渡區(qū)厚度,降低熔覆層自腐蝕電流密度從而提高其耐蝕性。因此熱輸入為1062 J/cm,即電流59A,電壓18V,移動速度10mm/s時,性能最佳。
【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG174.4
【圖文】：

[8]。圖1.1 鎂合金的應用領(lǐng)域Fig1.1 Application area of magnesium alloy當前，通常從兩個途徑提高鎂合金耐腐蝕性能：一是通過改變材料種類、配比等方式優(yōu)化鎂合金的組成成分，從而提高鎂合金的耐蝕性能[9, 10]；二是通過在鎂合金表面添

圖 1.2 脈沖電流示意圖及其參數(shù)Fig1.2 The pulse current diagram and its parameters容及技術(shù)路線4043 鋁硅合金焊絲為熔覆材料，采用直流脈沖熔化極惰 AZ91D 鎂合金表面熔覆 Al-Si 復合層以提高 AZ91D 鎂硬度、耐腐蝕性等），擴大鎂合金應用范圍。通過調(diào)整析不同熱輸入對熔覆層表面成型效果及綜合使用性能的析其熔覆層和過渡區(qū)的顯微組織形貌、物相組成及形成內(nèi)容主要包括以下幾方面： Simufact. welding 軟件模擬 AZ91D 鎂合金表面熔覆 Al電流、電壓值調(diào)整不同熱輸入，研究不同熱輸入的熔覆

中北大學學位論文（5）通過顯微硬度計與電化學工作站測試不同熱輸入試樣表面熔覆層與基體的顯微硬度值與耐腐蝕性能。（6）綜合考慮表面成型效果、顯微組織形貌、顯微硬度值及耐腐蝕性能確定最佳熱輸入及工藝參數(shù)。本文的研究技術(shù)路線如圖 1.3 所示：

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本文編號：2786414