發(fā)布時間：2017-12-17 09:02

  本文關(guān)鍵詞：激光沖擊強化AM50鎂合金的微觀組織及抗腐蝕性能研究

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【摘要】：鎂合金具有諸多優(yōu)良特性,已在航空航天、汽車、計算機、電子通訊、國防軍事等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但鎂合金在潮濕的環(huán)境下易發(fā)生電化學(xué)腐蝕,在受載情況下易發(fā)生應(yīng)力腐蝕,從而導(dǎo)致破壞性事故發(fā)生。激光沖擊強化是一種新型表面強化技術(shù),可以有效改善材料的微觀組織,減少或延遲裂紋的形核和擴展,提高金屬材料的耐腐蝕性能。目前,激光沖擊強化對鎂合金抗腐蝕性能的影響及鎂合金深度方向微觀組織和性能的影響尚缺乏系統(tǒng)的研究。因此,本文以AM50鎂合金為對象,系統(tǒng)研究了激光沖擊強化對鎂合金抗腐蝕性能和微觀組織的影響。獲得了一些主要結(jié)論和成果:(1)通過ABAQUS有限元模擬軟件建立了三維分析模型,研究了雙面“交叉”沖擊和雙面“先后”沖擊兩種路徑對殘余應(yīng)力場的影響,并分析比較了兩種沖擊路徑的優(yōu)劣。結(jié)果表明:雙面交叉沖擊試樣上表面的殘余壓應(yīng)力值及層深都略小于先后沖擊試樣上表面的對應(yīng)值,但雙面交叉沖擊試樣下表面的殘余壓應(yīng)力值及層深卻大于先后沖擊試樣下表面的對應(yīng)值。隨著激光沖擊強化層數(shù)的增加,雙面交叉沖擊試樣的上、下兩個表面殘余壓應(yīng)力數(shù)值及層深差異逐漸縮小;然而雙面先后沖擊試樣的上、下兩個表面殘余壓應(yīng)力數(shù)值及層深差異卻在逐漸變大。(2)研究了激光沖擊強化層數(shù)及腐蝕液濃度對AM50鎂合金抗應(yīng)力腐蝕性能的影響。結(jié)果表明:在濃度為3.5%的氯化鈉腐蝕溶液中,激光沖擊強化試樣相比于未沖擊試樣的抗拉強度、最大應(yīng)變及斷裂時間都得到了明顯提升,表明抗應(yīng)力腐蝕性能得到了改善;并且隨著激光沖擊強化層數(shù)的增加,其抗應(yīng)力腐蝕性能得到進一步改善。在濃度為3.5%、7%和14%這三種腐蝕溶液中,隨著腐蝕液濃度的增大,無論是未沖擊試樣還是激光沖擊強化試樣都會隨著溶液濃度的增大,抗腐蝕性能減弱;但無論在哪一種濃度的腐蝕溶液中,激光沖擊強化試樣相比于未沖擊試樣抗應(yīng)力腐蝕性能都有明顯的提升。(3)研究了激光沖擊強化層數(shù)及腐蝕液濃度對AM50鎂合金抗電化學(xué)腐蝕性能的影響。在濃度為3.5%的腐蝕溶液中,激光沖擊強化試樣相比于未沖擊試樣的抗電化學(xué)腐蝕性能得到了明顯改善;并且隨著激光沖擊強化層數(shù)的增加,其抗電化學(xué)腐蝕性能得到進一步改善,但改善的幅度減小。在濃度為3.5%、7%和14%這三種腐蝕溶液中,隨著腐蝕液濃度的倍增,無論是沖擊試樣還是未沖擊試樣抗腐蝕性能都逐漸減弱;但無論在哪一種濃度的溶液中,激光沖擊強化試樣相比于未沖擊試樣的抗腐蝕性能都有明顯提升。(4)研究了激光沖擊強化層數(shù)對鎂合金深度方向上微觀組織及性能的影響規(guī)律:當(dāng)對AM50鎂合金進行1層激光沖擊強化后,鎂合金表層的顯微硬度值提高19%、殘余壓應(yīng)力達到-225 MPa,晶粒尺寸從原始的50μm左右細(xì)化到10μm;同時顯微硬度提高區(qū),晶粒細(xì)化層及殘余壓應(yīng)力層的深度基本一致。當(dāng)沖擊層數(shù)增加到2層時,鎂合金表層的顯微硬度值、殘余壓應(yīng)力值及晶粒細(xì)化程度得到進一步改善,且改善區(qū)域的深度依然保持一致,但改善的幅度減小。綜上所述,本文的研究為激光沖擊強化對AM50鎂合金的抗腐蝕性能及微觀組織的影響提供了可供參考的理論與試驗依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TG146.22;TG665

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本文編號：1299497