本文關(guān)鍵詞：Mg-Zn-Al系鎂合金的制備與性能研究

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【摘要】：鎂合金作為質(zhì)量最輕的屬結(jié)構(gòu)材料,由于比強(qiáng)度高、抗沖擊性能良好,可滿足航空航天、汽車(chē)及電子產(chǎn)品輕量化的要求,減少能源消耗和環(huán)境污染,因此成為歐美、日本等國(guó)家與地區(qū)工業(yè)應(yīng)用增長(zhǎng)最快的材料之一。但是同鋁合金和其他合金相比,大部分鎂合金的力學(xué)性能仍較低,耐腐蝕性能差的缺點(diǎn)極大限制了鎂合金的廣泛應(yīng)用。本課題分別采用合金化與快速凝固方法來(lái)提高M(jìn)g-2Zn-4Al鎂合金(簡(jiǎn)寫(xiě)為ZA24,下同)的性能。首先,通過(guò)添加不同含量稀土元素Y并探討其對(duì)合金顯微組織和力學(xué)性能的影響,確定最佳Y含量為0.5wt.%;其次,基于Mg-2Zn-4Al-0.5Y合金(簡(jiǎn)寫(xiě)ZAW240,下同),分別添加0.5wt.%和0.8wt.%Ca元素并對(duì)比研究相應(yīng)組織與性能的關(guān)系;最后研究快速凝固對(duì)合金組織和性能的影響,同時(shí)對(duì)ZA24和ZAW240合金運(yùn)用不同熱處理制度后的顯微組織和硬度進(jìn)行測(cè)定。研究結(jié)果表明:ZA24合金中添加0.5wt.%Y元素時(shí),合金組織得到細(xì)化,同時(shí)合金的壓縮性能和耐腐蝕性能得到提高。當(dāng)Y元素添加量增加到1wt.%時(shí),合金組織呈現(xiàn)粗化趨勢(shì)且壓縮性能下降,但耐腐蝕性能小幅上升。這主要是適量Y元素的添加引起的細(xì)晶強(qiáng)化、第二相強(qiáng)化等使得合金的抗壓強(qiáng)度提高,同時(shí)也提高了腐蝕過(guò)程中表面膜的穩(wěn)定性及減少陰極腐蝕趨勢(shì),進(jìn)而提高合金的耐蝕性能。少量Ca元素加入到ZAW240合金后,合金組織出現(xiàn)粗化,壓縮性能降低,但耐腐蝕性能升高。隨著Ca元素添加量繼續(xù)添加,合金的壓縮性能和耐蝕性能均得到提高,這主要是由于當(dāng)Ca添加量較少是其不能形成異質(zhì)形核核心,隨著Ca添加量提高,其異質(zhì)形核效果使得晶粒細(xì)化,力學(xué)性能上升且在腐蝕介質(zhì)中Ca元素易富積到合金表面提高其表面膜的穩(wěn)定性進(jìn)而抑制腐蝕的進(jìn)行。此外,研究發(fā)現(xiàn)快速凝固處理能夠顯著細(xì)化合金晶粒并同時(shí)提高合金壓縮強(qiáng)度和耐蝕性能。當(dāng)Y元素的添加量為0.5wt.%時(shí)合金強(qiáng)化效果最佳,抗壓強(qiáng)度由366MPa提高到474MPa,腐蝕速率由0.6768mm/y降為0.6101mm/y。當(dāng)Ca元素添加量為0.8wt.%時(shí),抗壓強(qiáng)度由338MPa提高到417MPa,腐蝕速率由0.6561mm/y降為0.5860mm/y。但Mg-2Zn-4Al-0.5Ca合金快速凝固態(tài)的腐蝕速率較鑄態(tài)時(shí)0.6651mm/y增加為1.0533mm/y,這是因?yàn)樯倭康腃a元素提升微電偶電池的活性,促進(jìn)腐蝕過(guò)程。
【關(guān)鍵詞】：鎂合金 合金化 快速凝固 壓縮性能 腐蝕性能
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TG146.22
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 鎂合金的性質(zhì)及應(yīng)用11-13
• 1.2 Mg-Zn-Al系鎂合金的研究進(jìn)展13-16
• 1.2.1 Mg-Zn-Al鎂合金的基本研究情況13-14
• 1.2.2 力學(xué)性能的研究進(jìn)展14-15
• 1.2.3 耐蝕性能的研究情況15-16
• 1.3 快速凝固鎂合金16-18
• 1.3.1 快速凝固技術(shù)簡(jiǎn)介16-17
• 1.3.2 快速凝固鎂合金的研究進(jìn)展17-18
• 1.4 本課題的研究目的和研究?jī)?nèi)容18-19
• 1.4.1 本課題的研究目的18
• 1.4.2 本課題的研究?jī)?nèi)容18-19
• 1.5 本文的研究路線19-21
• 第二章 實(shí)驗(yàn)與分析方法21-31
• 2.1 樣品的制備21-26
• 2.1.1 原料及設(shè)備21-23
• 2.1.2 樣品制備流程23-26
• 2.2 分析與測(cè)試方法26-28
• 2.2.1 顯微組織分析26
• 2.2.2 壓縮性能分析26-27
• 2.2.3 耐蝕性能分析27-28
• 2.3 熱處理及硬度分析28-31
• 第三章Y元素對(duì)Mg-2Zn-4Al合金組織與性能的影響31-53
• 3.1 Y含量對(duì)鑄態(tài)Mg-2Zn-4Al合金的組織與性能的影響31-41
• 3.1.1 Y含量對(duì)鑄態(tài)Mg-2Zn-4Al合金顯微組織的影響31-36
• 3.1.2 Y含量對(duì)鑄態(tài)Mg-2Zn-4Al合金壓縮性能的影響36-38
• 3.1.3 Y含量對(duì)鑄態(tài)Mg-2Zn-4Al合金耐蝕性能的影響38-40
• 3.1.4 添加元素對(duì)性能提高的機(jī)理分析40-41
• 3.2 Y含量對(duì)快速凝固Mg-2Zn-4Al合金棒的組織與性能的影響41-45
• 3.2.1 Y含量對(duì)快速凝固Mg-2Zn-4Al合金微觀組織的影響41-42
• 3.2.2 Y含量對(duì)快速凝固Mg-2Zn-4Al合金壓縮性能的影響42-43
• 3.2.3 Y含量對(duì)快速凝固Mg-2Zn-4Al合金耐蝕性能的影響43-45
• 3.2.4 稀土Y元素對(duì)快速凝固鎂合金性能提高的機(jī)理分析45
• 3.3 鑄態(tài)與快速凝固態(tài)鎂合金的對(duì)比45-50
• 3.3.1 鑄態(tài)與快速凝固態(tài)Mg-Zn-Al的微觀組織的比較45-47
• 3.3.2 鑄態(tài)合金壓縮性能與快速凝固態(tài)合金壓縮性能的對(duì)比47-48
• 3.3.3 鑄態(tài)與快速凝固態(tài)Mg-Zn-Al的耐蝕性能48-50
• 3.3.4 快速凝固對(duì)性能提高的機(jī)理分析50
• 3.4 本章小結(jié)50-53
• 第四章 Ca元素對(duì)Mg-2Zn-4Al-0.5Y組織與性能的影響53-69
• 4.1 Ca含量對(duì)鑄態(tài)Mg-2Zn-4Al-0.5Y合金的組織與性能的影響53-60
• 4.1.1 Ca含量對(duì)鑄態(tài)Mg-2Zn-4Al-0.5Y合金微觀組織的影響53-56
• 4.1.2 Ca含量對(duì)鑄態(tài)Mg-2Zn-4Al-0.5Y合金壓縮性能的影響56-57
• 4.1.3 Ca含量對(duì)鑄態(tài)Mg-2Zn-4Al-0.5Y合金耐蝕性能的影響57-59
• 4.1.4 添加Ca元素對(duì)合金性能影響機(jī)理分析59-60
• 4.2 Ca含量對(duì)快速凝固Mg-2Zn-4Al-0.5Y合金棒的組織與性能的影響60-63
• 4.2.1 Ca含量對(duì)快速凝固Mg-2Zn-4Al-0.5Y合金微觀組織的影響60
• 4.2.2 Ca 含量對(duì)快速凝固 Mg-2Zn-4Al-0.5Y 合金壓縮性能的影響60-62
• 4.2.3 Ca含量對(duì)快速凝固Mg-2Zn-4Al-0.5Y合金耐蝕性能的影響62-63
• 4.2.4 Ca含量對(duì)快速凝固Mg-2Zn-4Al-0.5Y合金影響機(jī)理分析63
• 4.3 添加Ca元素的Mg-2Zn-4Al-0.5Y合金鑄態(tài)與快速凝固態(tài)的對(duì)比63-67
• 4.3.1 添加Ca元素的Mg-2Zn-4Al-0.5Y合金鑄態(tài)與快速凝固態(tài)的顯微組織63-64
• 4.3.2 添加Ca元素的Mg-2Zn-4Al-0.5Y合金鑄態(tài)壓縮性能與快速凝固態(tài)的壓縮性能64-65
• 4.3.3 添加Ca元素的Mg-2Zn-4Al-0.5Y合金鑄態(tài)與快速凝固態(tài)的耐蝕性能65-66
• 4.3.4 快速凝固對(duì)性能提高的機(jī)理分析66-67
• 4.4 本章小結(jié)67-69
• 第五章 熱處理對(duì)Mg-2Zn-4Al和Mg-2Zn-4Al-0.5Y鎂合金組織與性能的影響69-73
• 第六章 主要結(jié)論73-75
• 參考文獻(xiàn)75-81
• 攻讀學(xué)位期間取得的相關(guān)成果81-83
• 致謝83-84

【相似文獻(xiàn)】

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1 陳建波;馮凱;陳娟娟;胥林營(yíng);;Mg-Zn-Al鎂合金研究現(xiàn)狀[J];中國(guó)鑄造裝備與技術(shù);2011年04期

2 楊明波;潘復(fù)生;李忠盛;沈佳;;Zn與Al質(zhì)量比對(duì)Mg-Zn-Al三元鎂合金鑄態(tài)組織和凝固行為的影響[J];中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào);2008年07期

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1 王岳宸;Mg-Zn-Al系鎂合金的制備與性能研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2015年

2 劉強(qiáng);新型Mg-Zn-Al基合金的組織與性能研究[D];湖南大學(xué);2005年

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本文編號(hào)：888926