本文關(guān)鍵詞：AZ91D鎂合金強(qiáng)變形及其稀土低溫?cái)U(kuò)滲表面改性研究

  更多相關(guān)文章： AZ91D鎂合金 表面機(jī)械研磨 晶粒細(xì)化 稀土熔鹽擴(kuò)滲 表面改性

【摘要】：鎂合金具有密度小、阻尼減震性好、比強(qiáng)度和比剛度高、散熱性能好等優(yōu)點(diǎn),在航空航天、交通運(yùn)輸和通信電子行業(yè)中具有很好的應(yīng)用前景,成為21世紀(jì)最有發(fā)展和應(yīng)用前景的“綠色工程材料”。但是鎂合金的耐腐蝕性能差,通過(guò)表面處理提高其耐腐蝕性能對(duì)于擴(kuò)大鎂合金的應(yīng)用范圍具有重要的實(shí)踐意義。首先,采用表面機(jī)械研磨處理的方法,對(duì)AZ91D鎂合金進(jìn)行強(qiáng)變形處理,研究了彈丸直徑與處理時(shí)間對(duì)AZ91D鎂合金表面的顯微組織的影響。采用光學(xué)顯微鏡(OM)、X射線衍射(XRD)和透射電鏡(TEM)等對(duì)強(qiáng)變形后AZ91D鎂合金的微觀組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征,探明了表面強(qiáng)變形晶粒細(xì)化機(jī)理。其次,采用稀土熔鹽擴(kuò)滲的方法,研究了擴(kuò)滲溫度與擴(kuò)滲時(shí)間對(duì)強(qiáng)變形AZ91D鎂合金組織及耐蝕性能影響,對(duì)強(qiáng)變形后的鎂合金進(jìn)行稀土元素Ce、Nd、Y的單一和復(fù)合擴(kuò)滲處理。采用掃描電鏡(SEM)對(duì)表層組織形貌進(jìn)行了觀察和分析,并利用能譜EDS和XRD對(duì)表面擴(kuò)滲層進(jìn)行物相分析,最后,利用電化學(xué)工作站,測(cè)試了稀土滲層在3.5%NaCl水溶液中的耐腐蝕性能。研究結(jié)果表明:1)采用表面機(jī)械研磨強(qiáng)塑性變形處理的方法,能夠細(xì)化AZ91D鎂合金的表層晶粒。在一定范圍內(nèi),試樣表層晶粒隨著彈丸直徑的增大和機(jī)械研磨處理時(shí)間的延長(zhǎng)而減小。2)當(dāng)彈丸直徑為16 mm、處理時(shí)間為180 min時(shí),在AZ91D鎂合金表層獲得較厚的形變區(qū),表層晶粒尺寸達(dá)到50 nm左右。3)孿生和位錯(cuò)滑移是AZ91D鎂合金表面強(qiáng)變形晶粒細(xì)化的主要機(jī)制。在低應(yīng)變塑性變形區(qū),即短時(shí)間的強(qiáng)變形后,試樣以孿生變形為主要的變形方式,隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng),應(yīng)力和應(yīng)變不斷積累并逐漸增大,位錯(cuò)開(kāi)始滑移、纏結(jié),并誘發(fā)更多的滑移系啟動(dòng),形成位錯(cuò)胞和亞晶粒,亞晶粒通過(guò)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶,逐級(jí)細(xì)化至超細(xì)晶粒。4)在強(qiáng)變形后的AZ91D鎂合金表面,能夠通過(guò)熔鹽擴(kuò)滲的方法,實(shí)現(xiàn)在較低溫度下稀土元素Ce、Nd、Y的單一和復(fù)合擴(kuò)滲,且經(jīng)稀土擴(kuò)滲后的AZ91D鎂合金表面防腐能力得到明顯提高。5)AZ91D鎂合金經(jīng)稀土熔鹽擴(kuò)滲后,表面能夠獲得一定厚度的、含有富稀土相的擴(kuò)滲層,該擴(kuò)滲層的主要成分為α-Mg相、少量的Mg17Al12相和Al2RE或AlRE3相。6)稀土擴(kuò)滲工藝對(duì)強(qiáng)變形AZ91D鎂合金組織和性能的影響規(guī)律研究發(fā)現(xiàn):擴(kuò)滲溫度相同情況下,擴(kuò)滲層厚度隨著擴(kuò)滲時(shí)間的延長(zhǎng)而增加,擴(kuò)滲層將變得更連續(xù),致密性也提高。但擴(kuò)滲時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng),擴(kuò)滲太久不會(huì)繼續(xù)增加擴(kuò)滲層厚度,反而可能影響組織致密性,破壞基體的綜合性能。擴(kuò)滲時(shí)間相同情況下,擴(kuò)滲層厚度隨著擴(kuò)滲溫度的升高而增加,且溫度的影響要比時(shí)間的影響更為顯著。溫度也不宜太高,溫度過(guò)高容易產(chǎn)生裂紋,降低合金完整性。通過(guò)控制擴(kuò)滲工藝,能夠獲得連續(xù)、致密的稀土相合金層,稀土相的出現(xiàn),明顯提高了鎂合金表面的耐蝕性。Ce單元擴(kuò)滲最佳的工藝為420℃×2.5h;Ce-Nd二元共滲的最佳工藝為440℃×2.5h;Ce-Nd-Y三元共滲的最佳工藝為440℃×2.5h。
【關(guān)鍵詞】：AZ91D鎂合金 表面機(jī)械研磨 晶粒細(xì)化 稀土熔鹽擴(kuò)滲 表面改性
【學(xué)位授予單位】：贛南師范學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG146.22
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-21
• 1.1 鎂及鎂合金9-12
• 1.1.1 純鎂的基本性質(zhì)9
• 1.1.2 鎂合金的特點(diǎn)9-11
• 1.1.3 鎂合金的應(yīng)用11-12
• 1.2 鎂合金的表面處理技術(shù)12-17
• 1.2.1 陽(yáng)極氧化技術(shù)13
• 1.2.2 微弧氧化技術(shù)13-14
• 1.2.3 化學(xué)轉(zhuǎn)化處理14
• 1.2.4 金屬鍍層技術(shù)14-15
• 1.2.5 熱噴涂技術(shù)15
• 1.2.6 表面自納米化方法15-16
• 1.2.7 熱擴(kuò)滲技術(shù)16-17
• 1.3 稀土元素在鎂合金中的應(yīng)用17-19
• 1.3.1 細(xì)化晶粒作用17-18
• 1.3.2 提高力學(xué)性能18
• 1.3.3 提高耐腐蝕性能18-19
• 1.4 本課題的研究目標(biāo)及研究?jī)?nèi)容19-21
• 1.4.1 研究目標(biāo)19
• 1.4.2 研究?jī)?nèi)容19-21
• 2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程及研究方案21-25
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料21
• 2.2 研究方案21
• 2.3 實(shí)驗(yàn)方法21-23
• 2.3.1 表面機(jī)械研磨處理方法21-22
• 2.3.2 稀土熔鹽擴(kuò)滲處理方法22-23
• 2.4 表征手段23-25
• 3 機(jī)械研磨處理對(duì)AZ91D鎂合金顯微組織的影響25-37
• 3.1 前言25
• 3.2 鑄態(tài)AZ91D鎂合金的光學(xué)顯微組織25-26
• 3.3 表面機(jī)械研磨處理時(shí)間對(duì)AZ91D鎂合金顯微結(jié)構(gòu)的影響26-29
• 3.3.1 光學(xué)顯微組織觀察26-27
• 3.3.2 XRD分析27-29
• 3.4 表面機(jī)械研磨彈丸直徑對(duì)AZ91D鎂合金顯微結(jié)構(gòu)的影響29-32
• 3.4.1 光學(xué)顯微組織觀察29-30
• 3.4.2 XRD分析30-32
• 3.5 晶粒細(xì)化機(jī)制研究32-36
• 3.6 本章小結(jié)36-37
• 4 稀土熔鹽擴(kuò)滲對(duì)AZ91D鎂合金組織與性能的影響37-59
• 4.1 前言37
• 4.2 Ce單元擴(kuò)滲對(duì)強(qiáng)變形AZ91D鎂合金組織與性能的影響37-41
• 4.2.1 SEM觀察37-38
• 4.2.2 能譜線掃描分析38-39
• 4.2.3 XRD分析39-40
• 4.2.4 電化學(xué)腐蝕極化曲線測(cè)試40-41
• 4.3 Ce-Nd二元共滲對(duì)強(qiáng)變形AZ91D鎂合金組織與性能的影響41-54
• 4.3.1 擴(kuò)滲時(shí)間對(duì)AZ91D鎂合金組織與性能的影響41-50
• 4.3.1.1 SEM觀察41-44
• 4.3.1.2 能譜線掃描分析44-46
• 4.3.1.3 XRD分析46-48
• 4.3.1.4 電化學(xué)腐蝕極化曲線測(cè)試48-50
• 4.3.2 擴(kuò)滲溫度對(duì)AZ91D鎂合金組織與性能的影響50-54
• 4.3.2.1 SEM觀察50-51
• 4.3.2.2 XRD分析51-52
• 4.3.2.3 電化學(xué)腐蝕極化曲線測(cè)試52-54
• 4.4 Ce-Nd-Y三元共滲對(duì)強(qiáng)變形AZ91D鎂合金組織與性能的影響54-58
• 4.4.1 SEM觀察54-55
• 4.4.2 能譜線掃描分析55-56
• 4.4.3 XRD分析56-57
• 4.4.4 電化學(xué)腐蝕極化曲線測(cè)試57-58
• 4.5 本章小結(jié)58-59
• 5 結(jié)論與展望59-61
• 5.1 結(jié)論59-60
• 5.2 展望60-61
• 參考文獻(xiàn)61-68
• 碩士期間發(fā)表的專利和論文68-69
• 致謝69

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9 李元東,郝遠(yuǎn),陳體軍,馬穎;原始組織對(duì)半固態(tài)AZ91D鎂合金重熔行為的影響[J];中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào);2004年03期

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4 梁健能;室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)研究AZ91D鎂合金的腐蝕行為[D];南昌航空大學(xué);2010年

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9 周添紅;AZ91D鎂合金在乙二醇型發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液中的腐蝕行為與防護(hù)機(jī)理[D];西北師范大學(xué);2009年

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本文編號(hào)：833018