本文關(guān)鍵詞：Mg-Si-X鎂合金組織和力學(xué)性能的研究

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【摘要】：鎂合金因其密度小、比強(qiáng)度高、屏蔽性能好、優(yōu)良的鑄造性能和切削加工性能而被廣泛關(guān)注和工程應(yīng)用。鎂合金作為21世紀(jì)的綠色結(jié)構(gòu)材料,其對環(huán)保具有顯著地優(yōu)勢,然而現(xiàn)有鎂合金的牌號(hào)和應(yīng)用是有限的,為此開發(fā)新型合金的研究工作仍在持續(xù)的進(jìn)行中。開發(fā)低成本、具有優(yōu)良性能的合金是商業(yè)上所期待的,降低成本是每個(gè)企業(yè)家的夢寐以求。含硅(Si)、鋅(Zn)鎂合金被認(rèn)為是生產(chǎn)成本較低的,如商業(yè)合金AS41、AZ91D。本文以Mg-Si合金為研究對象,對不同成分的Mg-Si二元合金的鑄態(tài)微觀組織進(jìn)行分析；對處于亞共晶的Mg-1.0Si合金組織填加Y、Sr、Zr進(jìn)行細(xì)化或變質(zhì)作用；對Mg-1.0Si-xZn合金組織和力學(xué)性能進(jìn)行研究,分析Zn含量對Mg-1.0Si組織的影響。通過測定合金的密度、硬度和拉伸力學(xué)性能分析合金的綜合力學(xué)性能。研究結(jié)果表明：(1) Mg-Si二元鑄造鎂合金組織主要由a-Mg基體和Mg2Si兩相組織組成。含Si量在0.5-1.5wt.%范圍內(nèi),a-Mg主要以枝晶狀形式存在,Mg2Si以共晶組織的形式存在。Si含量大于2.0時(shí),MgzSi以多邊形塊狀初晶Mg2Si和層片狀共晶Mg2Si形式存在。隨著Si含量的增加,枝晶狀a-Mg得到明顯的細(xì)化,尤其,是添加2.0Si時(shí),a-Mg相變?yōu)榧?xì)小塊狀,晶體尺寸約為0.5Si的1/20, 1.0Si、1.34Si、1.5Si的1/40。隨著Si含量的增加,共晶組織Mg2Si經(jīng)亞共晶區(qū)到過共晶區(qū),由網(wǎng)狀變?yōu)閷悠瑺?再由層片狀變?yōu)轭w粒狀或桿狀或類似于纖維狀；Mg-2.0Si出現(xiàn)兩種形式,多邊形塊狀和層片狀。(2)Y、Sr對Mg-1.0Si鎂合金鑄態(tài)組織有變質(zhì)作用；尤其是對Mg2Si的形貌特征,1.0Y將MgiSi由層片狀變?yōu)闈h字狀,0.02Sr將Mg2Si變得更加細(xì)密。Zr對Mg-1.0Si鎂合金鑄態(tài)組織有很好的細(xì)化或變質(zhì)作用；1.0Zr對α-Mg枝晶細(xì)化效果最好；1.5Zr對Mg2Si變質(zhì)效果更顯著,由層片狀變成顆粒狀,能夠進(jìn)一步提高M(jìn)g-1.0Si合金的組織性能。(3) Mg-1.0Si-xZn鑄造合金的相組成由a-Mg基體、Mg2Si、MgZn2相組成。Mg-1.0Si-xZn鑄造組織,隨Zn含量的增加而發(fā)生顯著地變化。對比激光顯微鏡金相分析結(jié)果,加入Mg-1.0Si-2.5Zn合金的組織較其他不同Zn含量的合金組織分布均勻。鑄造Mg-1.0Si-xZn鎂合金的密度與實(shí)驗(yàn)AZ91D合金的密度接近,且在1.74～1.82g.cm-3范圍內(nèi)。Mg-1.0Si-xZn鑄造合金的拉伸力學(xué)性能,經(jīng)研究表明：Mg-1.0Si-2.5Zn合金的平均抗拉強(qiáng)度為127.6MPa,延伸率12.92%,顯著比實(shí)驗(yàn)AZ91D高17.7%和166.9%。
【關(guān)鍵詞】：Mg-Si-Zn 顯微組織 細(xì)化 變質(zhì) 力學(xué)性能
【學(xué)位授予單位】：長春工業(yè)大學(xué)
【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2-3
• Abstract3-7
• 第一章 緒論7-22
• 1.1 鎂合金的概述7
• 1.2 鎂合金的應(yīng)用7-10
• 1.3 鎂合金的研究現(xiàn)狀與開發(fā)10-16
• 1.3.1 Mg-Al-Si系合金的研究10-13
• 1.3.2 Mg-Zn系鎂合金的研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3.3 Mg-Si-Zn系合金的研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4 鎂合金的微合金化或變質(zhì)處理的研究16-20
• 1.5 本文的研究目的和意義20
• 1.6 本文的主要研究內(nèi)容20-21
• 1.7 本章小結(jié)21-22
• 第二章 實(shí)驗(yàn)材料和方法22-27
• 2.1 研究技術(shù)路線22
• 2.2 實(shí)驗(yàn)合金成分設(shè)計(jì)22-24
• 2.3 實(shí)驗(yàn)合金的熔煉和鑄造24-25
• 2.4 實(shí)驗(yàn)方法25-27
• 2.4.1 XRD分析25
• 2.4.2 金相分析25
• 2.4.3 性能測試25-27
• 第三章 不同Si含量的Mg-Si二元合金組織27-33
• 3.1 引言27
• 3.2 不同Si含量的Mg-Si二元合金組織27-32
• 3.2.1 XRD分析結(jié)果27-28
• 3.2.2 Mg-Si二元合金金相分析結(jié)果28-31
• 3.2.3 SEM+EDS分析結(jié)果31-32
• 3.3 本章結(jié)論32-33
• 第四章 不同合金元素對Mg-1.0Si合金的變質(zhì)處理的作用33-40
• 4.1 引言33
• 4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析33-39
• 4.2.1 Y對Mg-1.0Si鑄造鎂合金組織的細(xì)化或變質(zhì)作用34
• 4.2.2 Sr對Mg-1.0Si鑄造鎂合金組織的細(xì)化或變質(zhì)作用34-36
• 4.2.3 Zr對Mg-1.0Si鑄造鎂合金組織的細(xì)化或變質(zhì)作用36-39
• 4.3 本章小結(jié)39-40
• 第五章 Mg-1.0Si-xZn合金組織和力學(xué)性能的開發(fā)研究40-55
• 5.1 引言40
• 5.2 Mg-1.0Si-xZn合金組織研究40-50
• 5.2.1 XRD分析結(jié)果40-42
• 5.2.2 金相組織分析結(jié)果42-50
• 5.3 Mg-1.0Si-xZn室溫下的性能測試50-53
• 5.3.1 合金密度測試50-51
• 5.3.2 布氏硬度測試51-52
• 5.3.3 拉伸力學(xué)性能測試52-53
• 5.4 本章小結(jié)53-55
• 5.4.1 鑄造Mg-1.0Si-xZn合金的組織研究53-54
• 5.4.2 鑄造Mg-1.0Si-xZn合金的力學(xué)性能研究54-55
• 第六章 結(jié)論55-56
• 致謝56-57
• 參考文獻(xiàn)57-63
• 作者簡介63
• 攻讀碩士學(xué)位期間研究成果63-64

【參考文獻(xiàn)】

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