鎂合金在工業(yè)中的應(yīng)用速度逐年遞增,尤其是在汽車領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,隨著汽車輕量化及新能源汽車的提出與實施,鎂合金作為輕量化材料擁有極大的市場前景。AM系鎂合金相較AZ91D鎂合金擁有更好的綜合性能,在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用量不斷增大,企業(yè)和高校聯(lián)合開發(fā)AM系鎂合金汽車零部件成為當前的熱點工作,進一步探索與研究AM系鎂合金各方面的性能是其中的重要內(nèi)容。本文分三部分對AM系鎂合金進行研究,具體研究工作如下:(1)微調(diào)AM60鎂合金中的Al、Mn含量,研究合金熔體的流動性能、微觀組織、力學性能及腐蝕性能。研究結(jié)果表明,高的Al含量和適量的Mn含量的合金Mg-6.4Al-0.4Mn擁有更好的鑄造流動性能、細小的晶粒,并擁有較優(yōu)異的力學性能和較高的耐蝕性能。(2)對AM50+1Ce和AM60鎂合金高壓壓鑄件的微觀組織進行觀察、顯微維氏硬度測試、靜態(tài)拉伸/壓縮力學性能及動態(tài)拉伸力學性能測試和斷口分析。結(jié)果表明,AM50+1Ce的組織、顯微維氏硬度分布更均勻。AM50+1Ce靜態(tài)拉伸/壓縮的屈服強度、抗拉強度和斷裂總延伸率分別為147 MPa(134 MPa)、262 MPa(356MPa)、21.9%(22.5%);AM60靜態(tài)拉伸/壓縮的屈服強度、抗拉強度及斷裂總延伸率分別為150 MPa(122 MPa)、254 MPa(344 MPa)、14.5%(23.6%)。兩者拉壓不對稱性CYS/TYS分別為0.91和0.81。AM60鎂合金應(yīng)變率效應(yīng)、應(yīng)變率硬化更明顯。兩者靜態(tài)拉伸/壓縮的斷裂裂紋從合金內(nèi)部的縮孔縮松及氣孔等鑄造缺陷處形核、長大,向合金表面擴展,拉伸斷口形貌呈韌脆混合斷裂的特征。動態(tài)拉伸斷口表現(xiàn)為多種斷裂機制的混合斷裂機理,隨著應(yīng)變率的增大,合金的斷裂有由韌性向脆性斷裂轉(zhuǎn)變的趨勢。(3)AM50+1Ce鎂合金壓鑄件在3.5 wt.%NaCl溶液中的開路電位和腐蝕電位更負,腐蝕電流密度更大,交流阻抗較小,表明其電化學活性更高。在浸泡132 h后,AM50+1Ce和AM60鎂合金高壓壓鑄件的平均析氫速率分別為7.58?10~(-3)mL·cm~(-2)·h~(-1)和6.59?10~(-3) mL·cm~(-2)·h~(-1),兩者在浸泡648 h后的平均腐蝕失重速率分別為8.34 mg·cm~(-2)·h~(-1)和9.16 mg·cm~(-2)·h~(-1),年平均腐蝕速率分別為0.422 mm/y和0.462 mm/y。AM50+1Ce鎂合金壓鑄件在3.5 wt.%NaCl溶液中的腐蝕更加均勻;而AM60的點蝕嚴重,對力學性能影響更大;在浸泡648 h后剩余強度分別為199MPa和183 MPa。
【學位單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：U465;TG146.22
【部分圖文】：

最后將熔融狀態(tài)下的合金澆鑄到預熱溫度為 300 ℃的金屬模具中，空冷得到鑄錠。熔煉爐及模具如圖2.1（a）、（b）所示。為防止?jié)沧r氧化或燃燒，澆注前和過程中往鑄型內(nèi)持續(xù)通入保護氣體。

相顯微鏡進行金相觀察，選取金相組織清晰、晶界明顯和晶粒干凈的區(qū)域，并用佳能 A640 數(shù)碼相機拍攝顯微照片。將腐蝕好的金相樣品在 TESCANVEGA II LMU型號掃描電子顯微鏡上觀察合金顯微組織，分析第二相種類、形貌及分布等。結(jié)合其附件能譜儀 INC Energy 340 的 X 射線能譜儀分析試樣表面微區(qū)成分，確定試樣中第二相種類。在 D/max-1200 V X 射線衍射儀上進行合金的相結(jié)構(gòu)分析。2.2.3 靜態(tài)拉伸力學性能測試按照 GB/T228.1-2010 設(shè)計拉伸試樣尺寸，根據(jù)棒材直徑不同采用不同的設(shè)計標準進行拉伸試樣設(shè)計。本章實驗熔煉得到的鑄錠和拉伸試樣取樣位置及加工圖如圖 2.2 所示，在新三思 GMT-5105 微機控制電子萬能拉伸試驗機上進行力學性能測試，拉伸速率為 2 mm/min。在進行拉伸試驗前，需用砂紙輕輕將拉伸樣品表面的氧化物及大的劃痕磨掉，但注意不要太用力改變樣品的形狀及尺寸，然后測量每個樣品的實際尺寸，直徑方向至少測量 10 個值，然后取平均值作為計算強度的樣品直徑大小。（a）（b）

重慶大學碩士學位論文2.3.2 顯微組織圖 2.4 給出了鑄態(tài) Q1、Q2 和 Q3 鎂合金的光學金相顯微組織。合金中主要由白色基體和黑色第二相組成，大部分的第二相主要分布在晶界處，少部分在晶粒內(nèi)部，結(jié)合后文的 XRD（圖 2.5）和 EDS（圖 2.6）分析結(jié)果可知，白色基體相為 -Mg，黑色為 -Mg17Al12相和 Al-Mn 金屬間化合物。在經(jīng)過調(diào)整 AM60 鎂合金中的Al 和 Mn 含量之后，鑄態(tài) Q1、Q2 和 Q3 鎂合金的金相顯微組織組成雖然相同，但 -Mg17Al12相和 Al-Mn 金屬間化合物的數(shù)量、尺寸及晶粒尺寸等有明顯的差別。在三個合金的顯微組織中沒有觀察到明顯的樹枝晶，而是呈較明顯的晶界， Q1 合金晶粒最大，Q3 合金晶粒最小且晶粒更加均勻，Q2 合金晶粒尺寸介于 Q1 和 Q3合金之間。經(jīng)統(tǒng)計計算得 Q1、Q2 和 Q3 鎂合金的晶粒尺寸大約為 52.3 μm、36.6μm 和 22.4μm。有關(guān)文獻[112,113,123]指出，適量的 Mn 可以與 Al 形成第二相成為 -Mg 初生相的形核點，枝晶尺寸減少，從而能起到細化晶粒的效果。

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本文編號：2823518