發(fā)布時(shí)間：2020-05-07 13:00

【摘要】：鎂是地球中儲(chǔ)量較多的元素之一,鎂合金作為密度最小的輕質(zhì)金屬結(jié)構(gòu)材料,具有一系列的優(yōu)點(diǎn),受到了汽車、電子、航空航天等領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。由于鎂及鎂合金為密排六方晶體結(jié)構(gòu)(hcp),與其他的晶體結(jié)構(gòu)相比,其在室溫下獨(dú)立滑移系少,對稱性低,因此塑性與機(jī)械性能較差,這極大地限制了其在高端領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。研究表明晶粒細(xì)化是提高鎂合金強(qiáng)度和塑性的有效方法,然而目前常用的晶粒細(xì)化方法只能將其細(xì)化到微米級,很難將其細(xì)化到納米級,大尺寸的納米晶純鎂塊體的制備更加困難。為了排除合金元素的影響,本文以商用純鎂切削粉為原始材料,采用最優(yōu)的氫化脫氫工藝對其進(jìn)行加工得到平均晶粒尺寸為15 nm的納米晶純鎂粉末,通過對熱壓燒結(jié)工藝的探索制備出了納米晶純鎂塊狀材料,在此基礎(chǔ)上采用熱擠壓技術(shù)成功制備出直徑為10 mm的納米晶純鎂棒材。利用X射線衍射分析氫化脫氫前后的相轉(zhuǎn)變,通過光鏡、透射電鏡以及密度、硬度等測試手段,探索最佳的熱壓燒結(jié)工藝,并研究其熱穩(wěn)定性。通過光鏡、透射電鏡以及拉伸壓縮等測試方法,對熱擠壓得到的納米晶純鎂棒材的組織及力學(xué)性能進(jìn)行了研究。本文最終確定了最佳的熱壓燒結(jié)工藝參數(shù)為550℃,20 MPa壓力下保溫時(shí)間為15 min,在該條件下進(jìn)行燒結(jié)得到的塊體硬度達(dá)到了81 HV_(0.5)。燒結(jié)后的塊體在400℃熱擠壓后得到的納米晶純鎂棒材,其拉伸屈服強(qiáng)度為265 MPa,壓縮屈服強(qiáng)度為178 MPa,約為鑄態(tài)純鎂材料的2.5倍。此外,在對納米晶塊體進(jìn)行長時(shí)間高溫?zé)崽幚砗蟀l(fā)現(xiàn),其組織均保持了原有的晶粒大小,沒有發(fā)生晶粒長大,具有超高的熱穩(wěn)定性,為開發(fā)高性能納米晶金屬材料開辟了新路徑。
【圖文】：

鎂合金的分類[13]

圖 1-2 快速凝固裝置原理示意圖[25]Fig. 1-2 Schematic of rapid solidification device[25]性能決定了鎂合金材料的發(fā)展前景，，提升鎂合金的力學(xué)性能、延展性為材料領(lǐng)域的重要任務(wù)，而快速成形技術(shù)正好能實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。20 世
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TF125.22;TB383.1

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本文編號(hào)：2653011