本文關(guān)鍵詞：低成本超高強(qiáng)Mg-Al-Ca-Mn合金顯微組織及力學(xué)性能研究

  更多相關(guān)文章： Mg-Al-Ca-Mn合金 成分 鑄造工藝 擠壓溫度 組織性能

【摘要】：目前開發(fā)的超高強(qiáng)鎂合金均為高稀土含量的稀土鎂合金,開發(fā)低成本不含稀土的超高強(qiáng)鎂合金對(duì)促進(jìn)鎂合金的應(yīng)用有重要意義。本文設(shè)計(jì)了不同Al和Ca含量的Mg-Al-Ca-Mn合金,對(duì)合金進(jìn)行了熔煉鑄造及擠壓變形,觀察了合金的顯微組織、測(cè)試了其力學(xué)性能,研究了合金成分及鑄造擠壓工藝對(duì)合金顯微組織和力學(xué)性能的影響規(guī)律和機(jī)理,制備了低成本超高強(qiáng)Mg-Al-Ca變形鎂合金。鑄造工藝對(duì)Mg-Al-Ca-Mn合金的顯微組織和力學(xué)性能有顯著影響。不同鑄造工藝改變初始鑄態(tài)組織影響擠壓變形態(tài)合金的組織性能。半連鑄鑄造工藝的冷卻速度顯著高于常規(guī)永久模鑄造,導(dǎo)致水冷鑄造合金的晶粒度小于重力鑄造合金,合金第二相由(Mg,Al)2Ca向Mg2Ca轉(zhuǎn)變,且枝晶間距變小。擠壓變形后,相比永久模鑄造合金,半連鑄鑄造合金再結(jié)晶組織更細(xì)小,未再結(jié)晶區(qū)比例增加,合金強(qiáng)度增加。永久模鑄造得到的擠壓態(tài)Mg-3Al-2.7Ca-0.4Mn合金屈服強(qiáng)度為332MPa,而半連鑄得到的擠壓態(tài)合金屈服強(qiáng)度提升為365MPa。Al、Ca含量對(duì)Mg-Al-Ca-Mn合金顯微組織和力學(xué)性能有顯著影響。Al和Ca總含量為18wt.%時(shí),合金中第二相的含量大于基體α-Mg,而Al和Ca含量為6wt.%時(shí),合金呈現(xiàn)典型的枝晶結(jié)構(gòu),主要相為α-Mg,第二相分布在晶界處。隨Ca/Al比升高,鑄態(tài)合金晶粒度下降,第二相含量增多;擠壓態(tài)合金的再結(jié)晶晶粒度減小,未再結(jié)晶區(qū)比例增加,合金織構(gòu)增強(qiáng),導(dǎo)致合金強(qiáng)度顯著增加。隨Mn含量的增加,Mg-Al-Ca-Mn合金晶粒度細(xì)化,強(qiáng)度增加,擠壓態(tài)Mg-3Al-2.7Ca-0.4Mn合金的屈服強(qiáng)度比擠壓態(tài)Mg-3Al-2.7Ca合金高40MPa。但是微量Zn添加對(duì)合金的顯微組織和力學(xué)性能無明顯影響。擠壓變形溫度對(duì)合金性能有顯著影響。隨擠壓溫度降低,合金的再結(jié)晶晶粒更細(xì)小,再結(jié)晶比例降低,合金強(qiáng)度增加。當(dāng)擠壓溫度從350o C降到300o C時(shí),Mg-2.7Al-3.5Ca-0.4Mn合金的抗拉強(qiáng)度從421MPa增加到454MPa。
【關(guān)鍵詞】：Mg-Al-Ca-Mn合金 成分 鑄造工藝 擠壓溫度 組織性能
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG146.22;TG292;TG379
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-25
• 1.1 課題研究背景及目的和意義8-9
• 1.2 變形鎂合金概述9
• 1.3 鎂合金的擠壓和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶9-13
• 1.3.1 鎂合金擠壓9-11
• 1.3.2 鎂合金的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶11-13
• 1.4 鎂合金的強(qiáng)化機(jī)制13-17
• 1.4.1 細(xì)晶強(qiáng)化14-15
• 1.4.2 固溶強(qiáng)化15
• 1.4.3 第二相強(qiáng)化15-16
• 1.4.4 形變強(qiáng)化16-17
• 1.5 Mg-Al-Ca系合金研究現(xiàn)狀17-24
• 1.5.1 鑄態(tài)合金研究現(xiàn)狀17-21
• 1.5.2 擠壓態(tài)合金研究現(xiàn)狀21-23
• 1.5.3 國(guó)內(nèi)外研究成果分析23-24
• 1.6 本文主要研究?jī)?nèi)容24-25
• 第2章 實(shí)驗(yàn)材料及研究方法25-33
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料25-28
• 2.1.1 Mg-Al-Ca-Mn合金成分設(shè)計(jì)25-28
• 2.2 實(shí)驗(yàn)材料制備28-31
• 2.2.1 合金的熔煉鑄造28-30
• 2.2.2 合金的擠壓變形30-31
• 2.3 組織分析31-32
• 2.3.1 光學(xué)顯微組織觀察31
• 2.3.2 SEM組織觀察31
• 2.3.3 TEM組織觀察31
• 2.3.4 XRD織構(gòu)測(cè)試31
• 2.3.5 電子背散射分析（EBSD）31-32
• 2.4 力學(xué)性能測(cè)試32-33
• 第3章 鑄造工藝對(duì)Mg-Al-Ca-Mn合金顯微組織和力學(xué)性能的影響33-40
• 3.1 引言33
• 3.2 鑄造工藝對(duì)鑄態(tài)AXM3304合金顯微組織的影響33-35
• 3.3 鑄造工藝對(duì)鑄態(tài)AXM3304合金力學(xué)性能的影響35-36
• 3.4 鑄造工藝對(duì)擠壓態(tài)AXM3304合金顯微組織的影響36-37
• 3.5 鑄造工藝對(duì)擠壓態(tài)AXM3304合金力學(xué)性能的影響37-39
• 3.6 本章小結(jié)39-40
• 第4章 Mn微合金化對(duì)Mg-Al-Ca合金顯微組織和力學(xué)性能的影響40-45
• 4.1 引言40
• 4.2 Mn微合金化對(duì)鑄態(tài)Mg-Al-Ca合金顯微組織的影響40-41
• 4.3 Mn微合金化對(duì)鑄態(tài)Mg-Al-Ca合金力學(xué)性能的影響41-42
• 4.4 Mn微合金化對(duì)擠壓態(tài)Mg-Al-Ca合金顯微組織的影響42-43
• 4.5 Mn微合金化對(duì)擠壓態(tài)Mg-Al-Ca合金力學(xué)性能的影響43-44
• 4.6 本章小結(jié)44-45
• 第5章 Al和Ca對(duì)Mg-Al-Ca-Mn合金顯微組織和力學(xué)性能的影響45-65
• 5.1 引言45
• 5.2 Al和Ca含量不同的鑄態(tài)Mg-Al-Ca-Mn合金組織性能45-50
• 5.2.1 Al和Ca含量不同的鑄態(tài)Mg-Al-Ca-Mn合金顯微組織45-49
• 5.2.2 Al和Ca含量不同的鑄態(tài)Mg-Al-Ca-Mn合金力學(xué)性能49-50
• 5.3 Al和Ca含量不同的擠壓態(tài)Mg-Al-Ca-Mn合金組織性能50-60
• 5.3.1 Al和Ca含量不同的擠壓態(tài)Mg-Al-Ca-Mn合金顯微組織50-59
• 5.3.2 Al和Ca含量不同的擠壓態(tài)Mg-Al-Ca-Mn合金力學(xué)性能59-60
• 5.4 擠壓溫度對(duì)Mg-Al-Ca-Mn合金顯微組織和力學(xué)性能的影響60-64
• 5.4.1 擠壓溫度對(duì)Mg-Al-Ca-Mn合金顯微組織的影響60-63
• 5.4.2 擠壓溫度對(duì)Mg-Al-Ca-Mn合金力學(xué)性能的影響63-64
• 5.5 本章小結(jié)64-65
• 第6章 Zn微合金化對(duì)Mg-Al-Ca-Mn合金的顯微組織和力學(xué)性能的影響65-70
• 6.1 Zn微合金化對(duì)鑄態(tài)Mg-Al-Ca-Mn合金組織性能的影響65-67
• 6.2 Zn微合金化對(duì)擠壓態(tài)Mg-Al-Ca-Mn合金組織性能的影響67-69
• 6.3 本章小結(jié)69-70
• 結(jié)論70-71
• 參考文獻(xiàn)71-77
• 致謝77-78
• 簡(jiǎn)歷78

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1 付世偉;Al、Ca添加對(duì)Mg-Al-Ca-Mn合金組織和力學(xué)性能的影響[D];重慶大學(xué);2015年

2 張曉東;低成本超高強(qiáng)Mg-Al-Ca-Mn合金顯微組織及力學(xué)性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

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本文編號(hào)：923237