鎂合金具有密度小、比強(qiáng)度高、鑄造性能佳、可再生等優(yōu)點(diǎn),目前在汽車行業(yè)、航天航空行業(yè)、電子通訊行業(yè)以及兵工領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。本文采用金屬型鑄造制備Mg-6Zn-xTi(x=0%,0.3%,0.5%,0.8%)鎂合金,并通過光學(xué)顯微鏡(OM)、X射線衍射(XRD)和掃描電鏡(SEM)研究Ti含量的變化對合金微觀組織的影響,并采用萬能力學(xué)試驗(yàn)機(jī)以及維氏硬度計(jì)等手段測試并研究了Mg-6Zn-xTi合金的力學(xué)性能。合金半固態(tài)非枝晶組織應(yīng)用等溫?zé)崽幚砑夹g(shù)來制備,分析合金非枝晶組織的演變過程以及Ti含量的變化對Mg-6Zn半固態(tài)組織的影響,并探討其中的規(guī)律。通過實(shí)驗(yàn)可知,Mg-6Zn合金主要由α-Mg+MgZn_2兩種共晶相組成;隨著0.3%的Ti的加入,Mg-6Zn-0.3Ti合金的共晶相轉(zhuǎn)變?yōu)棣?Mg+MgZn_2+TiZn_(16)+TiZn_3相;當(dāng)Ti含量增加到0.5%時(shí),Mg-6Zn-0.5Ti合金的共晶相主要由α-Mg+MgZn_2+TiZn_(16)相組成;繼續(xù)增加Ti含量至0.8%時(shí),Mg-6Zn-0.8Ti合金的共晶相轉(zhuǎn)變?yōu)棣?Mg+MgZn+TiZn_(16)+Mg_7Zn_3相。隨著Mg-6Zn-xTi合金中Ti所占比重的升高,Mg-6Zn-xTi合金的抗拉強(qiáng)度及伸長率均顯示了先增加后下降的趨勢,且Mg-6Zn-0.5Ti合金具有最高的抗拉強(qiáng)度和伸長率,其抗拉強(qiáng)度和伸長率分別為212MPa和11.2%。此外,Mg-6Zn-xTi合金的硬度也隨著Ti含量的增加呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢,且Mg-6Zn-0.5Ti合金具有最高硬度值,硬度值為62.94HV。通過對合金拉伸斷口的分析可知,Mg-6Zn-xTi合金的斷裂方式主要分為兩種,即準(zhǔn)解理斷裂和解理斷裂。綜合考慮實(shí)驗(yàn)合金力學(xué)性能,本文選擇Mg-6Zn-0.5Ti合金進(jìn)行熱處理實(shí)驗(yàn),其熱處理工藝為:固溶處理340℃+12h,時(shí)效處理160℃+10h、20h、30h、40h、50h。熱處理其抗拉強(qiáng)度最高達(dá)到308MPa,硬度最高可達(dá)到77.69HV。Mg-6Zn-0.5Ti合金熱處理后的斷裂方式主要為解理斷裂。等溫?zé)崽幚韺?shí)驗(yàn)過程中,Mg-6Zn合金半固態(tài)非枝晶組織受Ti元素的含量變化影響較大。Mg-6Zn二元合金的最佳半固態(tài)工藝為580℃+30min,此時(shí)合金的顆粒尺寸、形狀因子以及固相率分別為71μm、1.6以及64.5%。Mg-6Zn-0.3Ti合金的最佳半固態(tài)工藝為590℃+30min,此時(shí)合金的顆粒尺寸、形狀因子以及固相率分別為60μm、1.2以及64.0%。Mg-6Zn-0.5Ti合金的最佳半固態(tài)工藝為600℃+40min,此時(shí)合金的顆粒尺寸、形狀因子以及固相率分別為59μm、1.2以及65.0%。Mg-6Zn-0.8Ti合金的最佳半固態(tài)工藝為610℃+40min,此時(shí)合金的顆粒尺寸、形狀因子以及固相率分別為70μm、1.4以及69.0%。
【學(xué)位單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TG146.22
【部分圖文】：

航空航天領(lǐng)域以及兵工領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。在航空航天領(lǐng)域，鎂的減重效果非常好。且隨著鎂合金比強(qiáng)度、比剛度、耐熱強(qiáng)度以及蠕善，鎂合金在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用將繼續(xù)擴(kuò)大。在兵工領(lǐng)域，一些發(fā)始著力研究鎂合金輕兵器。目前，鎂合金應(yīng)用于很多輕型新兵器，如輕榴彈、偵察車、裝甲救護(hù)車等[13,14]。）鎂合金在摩托車領(lǐng)域的應(yīng)用金在摩托車領(lǐng)域的應(yīng)用主要有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：鎂合金的使用能有效降耗；鎂合金的使用能有效降低震動和噪音；鎂合金的使用便于優(yōu)化摩提高駕駛者的舒適性。目前，鎂合金在摩托車領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)成車上的主要零部件有后備箱蓋、曲軸箱體以及各種支架類零部件等[15）鎂合金在電子工業(yè)中的應(yīng)用年，數(shù)字化技術(shù)迅猛發(fā)展，對電子通訊產(chǎn)品的要求不斷提高。鎂合金。有鎂合金為材料的薄壁鑄造件有較高的比強(qiáng)度、比剛度以及抗撞擊能好、防震、電磁屏蔽性能佳、美觀等優(yōu)點(diǎn)。這符合電子通訊產(chǎn)品體成以及環(huán)保的要求[17-19]。多年多鎂合金的研究討論，得出了鎂合金的大體發(fā)展趨勢，如圖 1.1

3.1 半固態(tài)加工概念及特點(diǎn)20 世紀(jì)末，金屬非枝晶組織的特殊性最早由 Flemings 等人報(bào)道[24-25]。通過金屬態(tài)成型處理，合金的形貌得到改善，同時(shí)對合金晶粒有細(xì)化作用，并且能相應(yīng)提高是力學(xué)性能。因此，鎂合金半固態(tài)成型技術(shù)得到廣泛關(guān)注。迄今為止，半固態(tài)非枝晶組織的制備方法主要有機(jī)械攪拌法、電磁攪拌法以及化粒細(xì)化法三種。（1）機(jī)械攪拌法[26]。機(jī)械攪拌法主要通過機(jī)械攪拌，使初生的金屬樹枝晶粒加裂，再以破裂的初生樹枝晶晶壁作為結(jié)晶的核心。從而促進(jìn)非枝晶的形成。（2）電磁攪拌法[27]。電磁攪拌法是通過在結(jié)晶器附近施加磁場，當(dāng)金屬液流過器時(shí)，金屬液會受到剪切力的作用。此時(shí)，初生的基體相的晶粒取向由于剪切力的，不能按樹枝晶方向生長，從而使晶粒趨于球化。（3）化學(xué)晶粒細(xì)化法[28]�；瘜W(xué)晶粒細(xì)化法是通過在合金熔煉過程中，向其熔體加一定量的顆粒細(xì)化劑。從而晶粒的數(shù)量將大大增加，并且晶粒的結(jié)晶方式也發(fā)生。最終獲得了細(xì)小的半固態(tài)非枝晶組織。

8圖 2.1 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)材料驗(yàn)原材料為純 Mg 錠、純 Zn、以及海綿 Ti，準(zhǔn)備好不同成分所需原來后最終獲得 Mg-6Zn-xTi 合金。驗(yàn)中，所用到的其他用品有：1） C2Cl6 鎂合金精煉劑，精煉劑應(yīng)在全部合金元素都加入之后并在合金加入，起到除渣、精煉的作用。2） RJ-2 鎂合金覆蓋劑，由于鎂的化學(xué)性質(zhì)非�；顫�，熔煉過程中，鎂合時(shí)會發(fā)生劇烈的氧化反應(yīng)導(dǎo)致燃燒，開爐時(shí)，加入 RJ-2 鎂合金覆蓋劑可3）Ar2 氣體，熔煉過程中，用 Ar2 氣體充當(dāng)保護(hù)氣體填充熔煉爐，阻止觸。4）硫磺粉，澆鑄過程中，加入微量硫磺粉，能夠很好的限制合金熔體與 O

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2807442