【摘要】：鎂是世界上最豐富的礦產(chǎn)資源之一,地殼中儲(chǔ)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(diǎn),被譽(yù)為“21世紀(jì)綠色工程材料”。然而,鎂合金耐蝕性差、硬度低等缺點(diǎn)制約了其性能優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮。直流脈沖熔化極惰性氣體保護(hù)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(yīng)用,采用該技術(shù)改善鎂合金表面綜合性能對(duì)擴(kuò)展鎂合金應(yīng)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(fù)合層。利用Simufact.welding軟件模擬熔覆熱過(guò)程,對(duì)不同熱輸入熔覆過(guò)程中的溫度場(chǎng)進(jìn)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(jìn)一步優(yōu)化,設(shè)置不同工藝參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn),得到不同熱輸入試樣。采用光學(xué)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(jì)、電化學(xué)工作站測(cè)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(guò)渡區(qū),熱輸入大小直接影響過(guò)渡區(qū)的厚度。過(guò)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(xué)腐蝕試驗(yàn)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(jí)厚度且表面成型良好的Al-Si復(fù)合層。其中低熱輸入有利于減少氣孔,減少過(guò)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(dòng)速度10mm/s時(shí),性能最佳。
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG174.4
【圖文】：

[8]。圖1.1 鎂合金的應(yīng)用領(lǐng)域Fig1.1 Application area of magnesium alloy當(dāng)前，通常從兩個(gè)途徑提高鎂合金耐腐蝕性能：一是通過(guò)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(guò)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(fù)合層以提高 AZ91D 鎂硬度、耐腐蝕性等），擴(kuò)大鎂合金應(yīng)用范圍。通過(guò)調(diào)整析不同熱輸入對(duì)熔覆層表面成型效果及綜合使用性能的析其熔覆層和過(guò)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(xué)學(xué)位論文（5）通過(guò)顯微硬度計(jì)與電化學(xué)工作站測(cè)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(hào)：2786414