粉末冶金制備Mg-3Al-Zn-xY合金及其組織性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-04-28 10:42
本文以Mg、Al、Zn、Y四種元素粉末為原料,利用機(jī)械球磨+真空熱壓+溫?cái)D壓工藝方案制備Mg-3Al-Zn-xY(x=0,0.5,1.0,2.0)合金,旨在制備出一種超細(xì)晶鎂合金材料來提高其強(qiáng)度。系統(tǒng)研究合金制備過程中球磨時(shí)間、熱壓溫度、擠壓溫度以及合金成分Y對(duì)鎂合金力學(xué)性能及腐蝕性能的影響,以期制備出超細(xì)晶鎂合金并提出改良鎂合金力學(xué)及耐腐蝕性能的有效途徑。本論文首先研究Mg、Al、Zn、Y四種粉末在氬氣氛下球磨制備過程中球磨時(shí)間和Y的含量對(duì)復(fù)合粉末的組織結(jié)構(gòu)和形貌的影響。結(jié)果表明在適當(dāng)?shù)那蚰l件中,能夠得到平均顆粒小于25μm,晶粒尺寸為3050nm的Mg-3Al-Zn-xY復(fù)合粉末。采用掃描電鏡(SEM)分析了復(fù)合粉末形貌以及Y對(duì)Mg-3Al-Zn球磨的影響;通過XRD分析了粉末的相成分以及Mg-3Al-Zn-xY合金的晶粒尺寸,結(jié)果顯示Al、Zn、Y均固溶在Mg基體里,沒有形成新相。采用真空-熱壓+溫?cái)D壓相結(jié)合的工藝方式使Mg-3Al-Zn-xY粉末致密化,并研究了熱壓溫度、擠壓溫度和Y成分對(duì)復(fù)合粉末致密度的影響。擠壓溫度(150250...
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:69 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
目錄
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 鎂合金材料的應(yīng)用現(xiàn)狀
1.2.1 汽車工業(yè)上的應(yīng)用
1.2.2 航空航天上的應(yīng)用
1.2.3 電子領(lǐng)域上的應(yīng)用
1.2.4 其他領(lǐng)域的應(yīng)用
1.3 超細(xì)晶鎂合金材料的研究現(xiàn)狀
1.3.1 晶粒細(xì)化的作用
1.3.2 大塑性變形技術(shù)
1.3.3 粉末冶金技術(shù)
1.4 含 Y 鎂合金發(fā)展現(xiàn)狀
1.4.1 Y 元素對(duì)鎂合金的影響
1.4.2 含 Y 鎂合金最新研究成果
1.5 鎂合金耐腐蝕研究現(xiàn)狀
1.5.1 鎂的腐蝕機(jī)理
1.5.2 鎂合金耐腐蝕最新研究成果
1.6 選題目的和主要研究?jī)?nèi)容
1.6.1 選題的目的和意義
1.6.2 主要研究?jī)?nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)材料及實(shí)驗(yàn)方法
2.1 實(shí)驗(yàn)材料
2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
2.3 實(shí)驗(yàn)方案的制定
2.4 合金組織觀察和性能測(cè)試方法
2.4.1 掃描電鏡(SEM)
2.4.2 X 射線衍射分析(XRD)
2.4.3 透射電鏡(TEM)
2.5 室溫力學(xué)性能測(cè)試
2.5.1 硬度實(shí)驗(yàn)
2.5.2 拉伸、壓縮實(shí)驗(yàn)
第3章 Mg-3Al-Zn-xY 復(fù)合粉末制備及其組織分析
3.1 引言
3.2 Mg-3Al-Zn-xY 球磨時(shí)間的確定
3.2.1 Mg-3Al-Zn 合金粉末制備
3.2.2 Mg-3Al-Zn 合金粉末形貌分析
3.3 Mg-3Al-Zn-xY 球磨粉末形貌對(duì)比
3.4 Mg-3Al-Zn-xY 復(fù)合粉末的物相分析
3.5 本章小結(jié)
第4章 粉末固結(jié)致密化工藝及其性能分析
4.1 引言
4.2 納米晶鎂合金粉末的真空-熱壓工藝
4.2.1 復(fù)合粉末熱壓過程
4.2.2 真空-熱壓溫度與粉末預(yù)制坯的關(guān)系
4.2.3 Mg-3Al-Zn-xY 熱壓預(yù)制坯準(zhǔn)備
4.3 鎂合金預(yù)制坯溫?cái)D壓實(shí)驗(yàn)
4.3.1 溫?cái)D壓工藝
4.3.2 溫?cái)D壓過程
4.3.3 棒材致密度
4.4 Mg-3Al-Zn-xY 棒材 TEM 分析
4.5 Mg-3Al-Zn-xY 棒材力學(xué)性能分析
4.5.1 硬度分析
4.5.2 拉伸性能分析
4.5.3 拉伸斷口分析
4.5.4 壓縮性能分析
4.6 本章小結(jié)
第5章 Mg-3Al-Zn-xY 合金耐腐蝕性能研究
5.1 引言
5.2 稀土元素對(duì) Mg-3Al-Zn 極化行為的影響
5.2.1 極化曲線的測(cè)量
5.2.2 Mg-3Al-Zn-xY 在 NaCl 溶液中的電化學(xué)行為
5.3 Mg-3Al-Zn-xY 在 NaCl 溶液中浸泡實(shí)驗(yàn)
5.3.1 電化學(xué)阻抗普測(cè)量
5.3.2 浸泡時(shí)間對(duì) Mg-3Al-Zn 阻抗譜的影響
5.3.3 Mg-3Al-Zn-xY 的阻抗譜分析
5.4 Mg-3Al-Zn-xY 的腐蝕形貌
5.5 Y 在 Mg-3Al-Zn 合金中腐蝕作用分析
5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]擠壓和熱處理過程中AZ91鎂合金的組織變化(英文)[J]. 李靜媛,謝建新,金軍兵,王智祥. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012(05)
[2]固化球磨納米晶粉末制備塊體超細(xì)晶Mg-3Al-Zn合金(英文)[J]. 房文斌,房娃,孫宏飛. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2011(S2)
[3]應(yīng)用擠壓-剪切大變形工藝細(xì)化AZ31鎂合金晶粒(英文)[J]. 胡紅軍,張丁非,楊明波,鄧明. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2011(02)
[4]Improvement of corrosion resistance of AZ31 Mg alloy by anodizing with co-precipitation of cerium oxide[J]. Salah Abdelghany SALMAN,Ryo ichi ICHINO,Masazumi OKIDO. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2009(04)
[5]Effect of Ca and Y additions on oxidation behavior of AZ91 alloy at elevated temperatures[J]. 程素玲,楊根倉(cāng),樊建鋒,李佑杰,周堯和. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2009(02)
[6]鎂及鎂合金材料的應(yīng)用及市場(chǎng)開拓前景[J]. 蔣太富,劉靜安. 鋁加工. 2007(02)
[7]鎂合金的性能、成形技術(shù)及其應(yīng)用研究[J]. 房燦峰,張興國(guó),于延浩,金俊澤. 金屬熱處理. 2006(03)
[8]稀土在鎂及鎂合金中的作用[J]. 范才河,陳剛,嚴(yán)紅革,陳振華. 材料導(dǎo)報(bào). 2005(07)
[9]變形鎂合金的研究、開發(fā)及應(yīng)用[J]. 余琨,黎文獻(xiàn),王日初,馬正青. 中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2003(02)
[10]Mg合金的腐蝕與防護(hù)[J]. 余剛,劉躍龍,李瑛,葉立元,郭小華,趙亮. 中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2002(06)
博士論文
[1]粉末冶金超細(xì)晶AZ31鎂合金材料制備與力學(xué)性能研究[D]. 王辛.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
本文編號(hào):3165336
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:69 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
目錄
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 鎂合金材料的應(yīng)用現(xiàn)狀
1.2.1 汽車工業(yè)上的應(yīng)用
1.2.2 航空航天上的應(yīng)用
1.2.3 電子領(lǐng)域上的應(yīng)用
1.2.4 其他領(lǐng)域的應(yīng)用
1.3 超細(xì)晶鎂合金材料的研究現(xiàn)狀
1.3.1 晶粒細(xì)化的作用
1.3.2 大塑性變形技術(shù)
1.3.3 粉末冶金技術(shù)
1.4 含 Y 鎂合金發(fā)展現(xiàn)狀
1.4.1 Y 元素對(duì)鎂合金的影響
1.4.2 含 Y 鎂合金最新研究成果
1.5 鎂合金耐腐蝕研究現(xiàn)狀
1.5.1 鎂的腐蝕機(jī)理
1.5.2 鎂合金耐腐蝕最新研究成果
1.6 選題目的和主要研究?jī)?nèi)容
1.6.1 選題的目的和意義
1.6.2 主要研究?jī)?nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)材料及實(shí)驗(yàn)方法
2.1 實(shí)驗(yàn)材料
2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
2.3 實(shí)驗(yàn)方案的制定
2.4 合金組織觀察和性能測(cè)試方法
2.4.1 掃描電鏡(SEM)
2.4.2 X 射線衍射分析(XRD)
2.4.3 透射電鏡(TEM)
2.5 室溫力學(xué)性能測(cè)試
2.5.1 硬度實(shí)驗(yàn)
2.5.2 拉伸、壓縮實(shí)驗(yàn)
第3章 Mg-3Al-Zn-xY 復(fù)合粉末制備及其組織分析
3.1 引言
3.2 Mg-3Al-Zn-xY 球磨時(shí)間的確定
3.2.1 Mg-3Al-Zn 合金粉末制備
3.2.2 Mg-3Al-Zn 合金粉末形貌分析
3.3 Mg-3Al-Zn-xY 球磨粉末形貌對(duì)比
3.4 Mg-3Al-Zn-xY 復(fù)合粉末的物相分析
3.5 本章小結(jié)
第4章 粉末固結(jié)致密化工藝及其性能分析
4.1 引言
4.2 納米晶鎂合金粉末的真空-熱壓工藝
4.2.1 復(fù)合粉末熱壓過程
4.2.2 真空-熱壓溫度與粉末預(yù)制坯的關(guān)系
4.2.3 Mg-3Al-Zn-xY 熱壓預(yù)制坯準(zhǔn)備
4.3 鎂合金預(yù)制坯溫?cái)D壓實(shí)驗(yàn)
4.3.1 溫?cái)D壓工藝
4.3.2 溫?cái)D壓過程
4.3.3 棒材致密度
4.4 Mg-3Al-Zn-xY 棒材 TEM 分析
4.5 Mg-3Al-Zn-xY 棒材力學(xué)性能分析
4.5.1 硬度分析
4.5.2 拉伸性能分析
4.5.3 拉伸斷口分析
4.5.4 壓縮性能分析
4.6 本章小結(jié)
第5章 Mg-3Al-Zn-xY 合金耐腐蝕性能研究
5.1 引言
5.2 稀土元素對(duì) Mg-3Al-Zn 極化行為的影響
5.2.1 極化曲線的測(cè)量
5.2.2 Mg-3Al-Zn-xY 在 NaCl 溶液中的電化學(xué)行為
5.3 Mg-3Al-Zn-xY 在 NaCl 溶液中浸泡實(shí)驗(yàn)
5.3.1 電化學(xué)阻抗普測(cè)量
5.3.2 浸泡時(shí)間對(duì) Mg-3Al-Zn 阻抗譜的影響
5.3.3 Mg-3Al-Zn-xY 的阻抗譜分析
5.4 Mg-3Al-Zn-xY 的腐蝕形貌
5.5 Y 在 Mg-3Al-Zn 合金中腐蝕作用分析
5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]擠壓和熱處理過程中AZ91鎂合金的組織變化(英文)[J]. 李靜媛,謝建新,金軍兵,王智祥. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012(05)
[2]固化球磨納米晶粉末制備塊體超細(xì)晶Mg-3Al-Zn合金(英文)[J]. 房文斌,房娃,孫宏飛. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2011(S2)
[3]應(yīng)用擠壓-剪切大變形工藝細(xì)化AZ31鎂合金晶粒(英文)[J]. 胡紅軍,張丁非,楊明波,鄧明. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2011(02)
[4]Improvement of corrosion resistance of AZ31 Mg alloy by anodizing with co-precipitation of cerium oxide[J]. Salah Abdelghany SALMAN,Ryo ichi ICHINO,Masazumi OKIDO. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2009(04)
[5]Effect of Ca and Y additions on oxidation behavior of AZ91 alloy at elevated temperatures[J]. 程素玲,楊根倉(cāng),樊建鋒,李佑杰,周堯和. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2009(02)
[6]鎂及鎂合金材料的應(yīng)用及市場(chǎng)開拓前景[J]. 蔣太富,劉靜安. 鋁加工. 2007(02)
[7]鎂合金的性能、成形技術(shù)及其應(yīng)用研究[J]. 房燦峰,張興國(guó),于延浩,金俊澤. 金屬熱處理. 2006(03)
[8]稀土在鎂及鎂合金中的作用[J]. 范才河,陳剛,嚴(yán)紅革,陳振華. 材料導(dǎo)報(bào). 2005(07)
[9]變形鎂合金的研究、開發(fā)及應(yīng)用[J]. 余琨,黎文獻(xiàn),王日初,馬正青. 中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2003(02)
[10]Mg合金的腐蝕與防護(hù)[J]. 余剛,劉躍龍,李瑛,葉立元,郭小華,趙亮. 中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2002(06)
博士論文
[1]粉末冶金超細(xì)晶AZ31鎂合金材料制備與力學(xué)性能研究[D]. 王辛.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
本文編號(hào):3165336
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