Al-Sr-Mn-Ti-C復(fù)合細(xì)化劑對鑄態(tài)Mg-Al-Zn合金的晶粒細(xì)化機(jī)理研究
發(fā)布時間:2021-03-09 11:53
Mg-Al-Zn(AZ系)合金是應(yīng)用廣泛的鑄造鎂合金,但其強(qiáng)度和塑性較低,不能用做承受較大載荷的結(jié)構(gòu)零件。晶粒細(xì)化可提高AZ系合金的力學(xué)性能,通過在液態(tài)下添加細(xì)化劑來細(xì)化鑄造合金的晶粒組織是一種廉價且實用的方法,因而得到了廣泛關(guān)注和深入研究。而尋找適用于特定合金的晶粒細(xì)化劑則成為研究的重點。本文熔煉并制備了一種含有多種合金元素的復(fù)合細(xì)化劑Al-Sr-Mn-Ti-C,在鑄造條件下將細(xì)化劑添加到液態(tài)AZ31和AZ91合金中,研究了復(fù)合細(xì)化劑加入量對AZ31和AZ91合金的鑄態(tài)組織、晶粒尺寸及力學(xué)性能的影響;基于對細(xì)化劑微觀組織的分析,運用邊-邊匹配模型探究了其細(xì)化機(jī)理;采用相對晶粒尺寸模型和相互依存理論模型預(yù)測了鑄態(tài)AZ31和AZ91合金的晶粒尺寸。經(jīng)Al-Sr-Mn-Ti-C復(fù)合細(xì)化劑細(xì)化處理后,鑄態(tài)AZ31和AZ91合金組織中的二次枝晶發(fā)達(dá),晶粒明顯細(xì)化,晶界處的Mg17Al12相呈斷網(wǎng)分布;金屬型鑄造AZ31和AZ91合金出現(xiàn)了非平衡凝固組織,即離異共晶和層片狀共晶,細(xì)化處理使AZ91合金組織中的層片狀共晶數(shù)量減少,AZ31合金中的離異共晶數(shù)量減少;當(dāng)Al-Sr-Mn-Ti-C細(xì)化劑...
【文章來源】:武漢科技大學(xué)湖北省
【文章頁數(shù)】:75 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 細(xì)化鎂合金組織的意義
1.2 細(xì)化鎂合金組織的工藝研究現(xiàn)狀
1.2.1 鎂合金晶粒細(xì)化的一般方法
1.2.2 鑄造Mg-Al-Zn系合金液態(tài)細(xì)化處理的研究現(xiàn)狀
1.3 金屬凝固晶粒尺寸的預(yù)測模型
1.3.1 相互依存理論模型
1.3.2 相對晶粒尺寸模型
1.4 描述晶粒細(xì)化機(jī)制的邊-邊匹配模型
1.5 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 研究的技術(shù)路線及實驗研究方法
2.1 本文研究的技術(shù)路線
2.2 試驗研究方法
2.2.1 合金的成分設(shè)計
2.2.2 合金的熔煉
2.3 試樣的微觀組織分析
2.3.1 金相組織分析
2.3.2 SEM組織分析
2.3.3 XRD組織分析
2.4 晶粒尺寸測量
2.5 力學(xué)性能測試
2.6 邊-邊匹配模型研究方法
第3章 Al-Sr-Mn-Ti-C復(fù)合細(xì)化劑對鑄態(tài)Mg-Al-Zn合金的細(xì)化作用及力學(xué)性能的影響
3.1 細(xì)化處理對AZ31和AZ91合金鑄態(tài)組織及晶粒尺寸的影響
3.1.1 細(xì)化處理對AZ31和AZ91合金鑄態(tài)組織的影響
3.1.2 細(xì)化處理對AZ31和AZ91合金晶粒大小的影響
3.1.3 鑄造AZ31和AZ91合金的非平衡凝固組織
3.2 Al-Sr-Mn-Ti-C細(xì)化處理對AZ31和AZ91合金力學(xué)性能的影響
3.3 本章小結(jié)
第4章 Al-Sr-Mn-Ti-C復(fù)合細(xì)化劑對鑄態(tài)AZ31和AZ91合金的細(xì)化機(jī)理分析
4.1 Al-Sr-Mn-Ti-C復(fù)合細(xì)化劑的成分及相組成
4.2 Al-Sr-Mn-Ti-C復(fù)合細(xì)化劑中化合物形成過程的分析
4.3 邊-邊匹配模型分析Al-Sr-Mn-Ti-C復(fù)合細(xì)化劑的細(xì)化機(jī)理
4.4 本章小結(jié)
第5章 鑄態(tài)Mg-Al-Zn合金的晶粒尺寸預(yù)測
5.1 基于自由形核的晶粒尺寸預(yù)測模型
5.1.1 相對晶粒尺寸模型
5.1.2 相對晶粒尺寸模型預(yù)測AZ31和AZ91合金的晶粒大小
5.2 基于相互依存理論的晶粒尺寸預(yù)測模型
5.2.1 相互依存理論模型
5.2.2 相互依存理論模型預(yù)測AZ31和AZ91合金的晶粒尺寸
5.3 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鎂及鎂合金產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究[J]. 馬登民. 世界有色金屬. 2019(19)
[2]基于KGT模型的AZ91鑄態(tài)合金晶粒尺寸預(yù)測[J]. 劉龍飛,張詩昌,段思怡,熊九郎. 武漢科技大學(xué)學(xué)報. 2017(05)
[3]MnCO3細(xì)化Mg-Al系鑄造合金晶粒的機(jī)理[J]. 段思怡,劉升,張詩昌. 特種鑄造及有色合金. 2017(04)
[4]金屬型鑄造Mg-Al合金凝固晶粒尺寸的預(yù)測[J]. 張詩昌,吳方鋼,梅秋平,周舟,龔夢成. 特種鑄造及有色合金. 2015(02)
[5]Mg-9Al-1Zn-(0-0.6)Sr鎂合金鑄態(tài)組織及晶粒細(xì)化研究[J]. 吳璐,潘復(fù)生,楊明波,程仁菊,湯愛濤. 功能材料. 2014(02)
[6]SiC含量對AZ91D鎂合金細(xì)化效果及組織形貌的影響[J]. 陳勝娜,蔡長春,余歡,楊偉,徐志鋒,嚴(yán)青松. 特種鑄造及有色合金. 2013(10)
[7]鎂合金塑性變形機(jī)制概述[J]. 張會. 機(jī)械管理開發(fā). 2013(01)
[8]Al-Ti-C與Al-Ti-B晶粒細(xì)化劑的Zr中毒機(jī)理[J]. 肖政兵,鄧運來,唐建國,陳祺,張新明. 中國有色金屬學(xué)報. 2012(02)
[9]MgCO3對AZ31鎂合金晶粒的細(xì)化[J]. 高聲遠(yuǎn),王同輝,樂啟熾,張志強(qiáng),賈征,崔建忠. 吉林大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2011(06)
[10]Mn含量對Mg-5Al合金鑄態(tài)組織和力學(xué)性能的影響[J]. 周桂斌,劉子利,劉希琴,王懷濤,李健. 特種鑄造及有色合金. 2011(05)
博士論文
[1]Mg-Al合金鑄態(tài)晶粒細(xì)化理論和實驗研究[D]. 黃秋燕.重慶大學(xué) 2016
碩士論文
[1]鑄造鎂鋁和鎂鋅合金晶粒細(xì)化研究[D]. 劉麗新.內(nèi)蒙古科技大學(xué) 2007
[2]鎂及鎂合金晶粒細(xì)化研究[D]. 張世軍.中南大學(xué) 2002
本文編號:3072804
【文章來源】:武漢科技大學(xué)湖北省
【文章頁數(shù)】:75 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 細(xì)化鎂合金組織的意義
1.2 細(xì)化鎂合金組織的工藝研究現(xiàn)狀
1.2.1 鎂合金晶粒細(xì)化的一般方法
1.2.2 鑄造Mg-Al-Zn系合金液態(tài)細(xì)化處理的研究現(xiàn)狀
1.3 金屬凝固晶粒尺寸的預(yù)測模型
1.3.1 相互依存理論模型
1.3.2 相對晶粒尺寸模型
1.4 描述晶粒細(xì)化機(jī)制的邊-邊匹配模型
1.5 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 研究的技術(shù)路線及實驗研究方法
2.1 本文研究的技術(shù)路線
2.2 試驗研究方法
2.2.1 合金的成分設(shè)計
2.2.2 合金的熔煉
2.3 試樣的微觀組織分析
2.3.1 金相組織分析
2.3.2 SEM組織分析
2.3.3 XRD組織分析
2.4 晶粒尺寸測量
2.5 力學(xué)性能測試
2.6 邊-邊匹配模型研究方法
第3章 Al-Sr-Mn-Ti-C復(fù)合細(xì)化劑對鑄態(tài)Mg-Al-Zn合金的細(xì)化作用及力學(xué)性能的影響
3.1 細(xì)化處理對AZ31和AZ91合金鑄態(tài)組織及晶粒尺寸的影響
3.1.1 細(xì)化處理對AZ31和AZ91合金鑄態(tài)組織的影響
3.1.2 細(xì)化處理對AZ31和AZ91合金晶粒大小的影響
3.1.3 鑄造AZ31和AZ91合金的非平衡凝固組織
3.2 Al-Sr-Mn-Ti-C細(xì)化處理對AZ31和AZ91合金力學(xué)性能的影響
3.3 本章小結(jié)
第4章 Al-Sr-Mn-Ti-C復(fù)合細(xì)化劑對鑄態(tài)AZ31和AZ91合金的細(xì)化機(jī)理分析
4.1 Al-Sr-Mn-Ti-C復(fù)合細(xì)化劑的成分及相組成
4.2 Al-Sr-Mn-Ti-C復(fù)合細(xì)化劑中化合物形成過程的分析
4.3 邊-邊匹配模型分析Al-Sr-Mn-Ti-C復(fù)合細(xì)化劑的細(xì)化機(jī)理
4.4 本章小結(jié)
第5章 鑄態(tài)Mg-Al-Zn合金的晶粒尺寸預(yù)測
5.1 基于自由形核的晶粒尺寸預(yù)測模型
5.1.1 相對晶粒尺寸模型
5.1.2 相對晶粒尺寸模型預(yù)測AZ31和AZ91合金的晶粒大小
5.2 基于相互依存理論的晶粒尺寸預(yù)測模型
5.2.1 相互依存理論模型
5.2.2 相互依存理論模型預(yù)測AZ31和AZ91合金的晶粒尺寸
5.3 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鎂及鎂合金產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究[J]. 馬登民. 世界有色金屬. 2019(19)
[2]基于KGT模型的AZ91鑄態(tài)合金晶粒尺寸預(yù)測[J]. 劉龍飛,張詩昌,段思怡,熊九郎. 武漢科技大學(xué)學(xué)報. 2017(05)
[3]MnCO3細(xì)化Mg-Al系鑄造合金晶粒的機(jī)理[J]. 段思怡,劉升,張詩昌. 特種鑄造及有色合金. 2017(04)
[4]金屬型鑄造Mg-Al合金凝固晶粒尺寸的預(yù)測[J]. 張詩昌,吳方鋼,梅秋平,周舟,龔夢成. 特種鑄造及有色合金. 2015(02)
[5]Mg-9Al-1Zn-(0-0.6)Sr鎂合金鑄態(tài)組織及晶粒細(xì)化研究[J]. 吳璐,潘復(fù)生,楊明波,程仁菊,湯愛濤. 功能材料. 2014(02)
[6]SiC含量對AZ91D鎂合金細(xì)化效果及組織形貌的影響[J]. 陳勝娜,蔡長春,余歡,楊偉,徐志鋒,嚴(yán)青松. 特種鑄造及有色合金. 2013(10)
[7]鎂合金塑性變形機(jī)制概述[J]. 張會. 機(jī)械管理開發(fā). 2013(01)
[8]Al-Ti-C與Al-Ti-B晶粒細(xì)化劑的Zr中毒機(jī)理[J]. 肖政兵,鄧運來,唐建國,陳祺,張新明. 中國有色金屬學(xué)報. 2012(02)
[9]MgCO3對AZ31鎂合金晶粒的細(xì)化[J]. 高聲遠(yuǎn),王同輝,樂啟熾,張志強(qiáng),賈征,崔建忠. 吉林大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2011(06)
[10]Mn含量對Mg-5Al合金鑄態(tài)組織和力學(xué)性能的影響[J]. 周桂斌,劉子利,劉希琴,王懷濤,李健. 特種鑄造及有色合金. 2011(05)
博士論文
[1]Mg-Al合金鑄態(tài)晶粒細(xì)化理論和實驗研究[D]. 黃秋燕.重慶大學(xué) 2016
碩士論文
[1]鑄造鎂鋁和鎂鋅合金晶粒細(xì)化研究[D]. 劉麗新.內(nèi)蒙古科技大學(xué) 2007
[2]鎂及鎂合金晶粒細(xì)化研究[D]. 張世軍.中南大學(xué) 2002
本文編號:3072804
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/jinshugongy/3072804.html
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