發(fā)布時間：2020-08-28 10:07

　　 鎂合金具有密度小、比強度高、鑄造性能佳、可再生等優(yōu)點,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,并采用萬能力學試驗機以及維氏硬度計等手段測試并研究了Mg-6Zn-xTi合金的力學性能。合金半固態(tài)非枝晶組織應用等溫熱處理技術(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。通過實驗可知,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Ti含量增加到0.5%時,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,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度和伸長率,其抗拉強度和伸長率分別為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,即準解理斷裂和解理斷裂。綜合考慮實驗合金力學性能,本文選擇Mg-6Zn-0.5Ti合金進行熱處理實驗,其熱處理工藝為:固溶處理340℃+12h,時效處理160℃+10h、20h、30h、40h、50h。熱處理其抗拉強度最高達到308MPa,硬度最高可達到77.69HV。Mg-6Zn-0.5Ti合金熱處理后的斷裂方式主要為解理斷裂。等溫熱處理實驗過程中,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%。
【學位單位】：蘭州理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：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。且隨著鎂合金比強度、比剛度、耐熱強度以及蠕善，鎂合金在航空航天領(lǐng)域的應用將繼續(xù)擴大。在兵工領(lǐng)域，一些發(fā)始著力研究鎂合金輕兵器。目前，鎂合金應用于很多輕型新兵器，如輕榴彈、偵察車、裝甲救護車等[13,14]。）鎂合金在摩托車領(lǐng)域的應用金在摩托車領(lǐng)域的應用主要有以下幾個優(yōu)點：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)域的應用已經(jīng)相當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。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20 世紀末，金屬非枝晶組織的特殊性最早由 Flemings 等人報道[24-25]。通過金屬態(tài)成型處理，合金的形貌得到改善，同時對合金晶粒有細化作用，并且能相應提高是力學性能。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械攪拌法、電磁攪拌法以及化粒細化法三種。（1）機械攪拌法[26]。機械攪拌法主要通過機械攪拌，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，當金屬液流過器時，金屬液會受到剪切力的作用。此時，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）化學晶粒細化法[28]�；瘜W晶粒細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。最終獲得了細小的半固態(tài)非枝晶組織。

8圖 2.1 實驗方案設計實驗材料驗原材料為純 Mg 錠、純 Zn、以及海綿 Ti，準備好不同成分所需原來后最終獲得 Mg-6Zn-xTi 合金。驗中，所用到的其他用品有：1） C2Cl6 鎂合金精煉劑，精煉劑應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，由于鎂的化學性質(zhì)非�；顫�，熔煉過程中，鎂合時會發(fā)生劇烈的氧化反應導致燃燒，開爐時，加入 RJ-2 鎂合金覆蓋劑可3）Ar2 氣體，熔煉過程中，用 Ar2 氣體充當保護氣體填充熔煉爐，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】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 吳國華;陳玉獅;丁文江;;鎂合金在航空航天領(lǐng)域研究應用現(xiàn)狀與展望[J];載人航天;2016年03期

2 周桂云;;鎂合金鑄件在汽車工業(yè)中的應用與研究狀況[J];汽車工藝與材料;2016年03期

3 馮凱;黃曉鋒;馬穎;閻峰云;郝遠;;ZA74鎂合金非枝晶組織的演變過程及機理[J];中國有色金屬學報;2013年03期

4 黃連凱;陳體軍;張素卿;孫明杰;;AZ63鎂合金在部分重熔過程中的組織轉(zhuǎn)變[J];特種鑄造及有色合金;2012年11期

5 鄧輝;郭學鋒;黃丹;崔紅保;;鎂合金半固態(tài)成形技術(shù)的研究和發(fā)展[J];熱加工工藝;2011年23期

6 黃曉鋒;陳娟娟;馮凱;胥林營;陳建波;;半固態(tài)非枝晶組織制備現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J];熱加工工藝;2010年17期

7 張記宅;馬穎;陳體軍;文靖;;半固態(tài)等溫處理對AM60B鎂合金組織的影響[J];特種鑄造及有色合金;2009年04期

8 胥鍇;王小平;劉徽平;袁幫誼;張書權(quán);;半固態(tài)合金非枝晶組織制備方法及形成機理研究進展[J];南方金屬;2009年02期

9 潘輝;劉曉烈;孫立喜;馮崇敬;;鎂及鎂合金晶粒細化的研究現(xiàn)狀[J];金屬材料與冶金工程;2009年01期

10 楊明波;沈佳;唐麗文;楊惠;;等溫溫度和時間對ZL104鋁合金半固態(tài)等溫熱處理組織的影響[J];金屬熱處理;2009年01期

相關(guān)博士學位論文 前1條

1 王金國;應變誘發(fā)法鎂合金AZ91D半固態(tài)組織演變機制[D];吉林大學;2005年

本文編號：2807442