激光重熔與激光熔覆對Mg-Zn-Y-Zr合金的組織與性能的影響
發(fā)布時間:2021-01-07 11:05
鎂合金由于其重量輕和比強度高等特點而廣泛用于航空航天,汽車,電子和其他領(lǐng)域。自1990年代在Mg-Zn-RE系列中發(fā)現(xiàn)準(zhǔn)晶體以來,Mg-Zn-Y-Zr合金相比于Mg-Al合金以其更加優(yōu)異的性能(如高的強度,抗蠕變性,熱穩(wěn)定性,可塑性和耐蝕性)而成為快速凝固領(lǐng)域的熱門研究材料之一。而該合金也同樣具有常規(guī)牌號Mg合金的缺點,照比其他材料來說,其耐蝕性和摩擦磨損性能仍較低并嚴(yán)重地制約其發(fā)展。由于考察到在金屬材料表面改性領(lǐng)域中的激光表面處理操作擁有著簡便、沒有污染、可有選擇性地對零件局部表面進行改性等等優(yōu)勢,所以決定采用激光重熔和激光熔覆兩種激光技術(shù)來有針對性地增強該稀土鎂合金的硬度,耐腐蝕性和抗摩擦磨損性能。相應(yīng)地拓展和開發(fā)了稀土鎂合金的應(yīng)用潛力,具有深刻的現(xiàn)實意義。通過使用3kW的DILAS半導(dǎo)體激光器對Mg-1.85Y-7.91Zn-0.75Zr(wt%)合金進行不同功率下的激光重熔實驗以及相同激光功率下的激光熔覆實驗。采用光學(xué)顯微鏡(OM),電子掃描顯微鏡(SEM),X射線衍射儀(XRD)和能譜儀(EDS)觀察所制得試樣的組織,形貌,相成分及分布;使用顯微硬度計測量維氏硬度;使用摩擦磨...
【文章來源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題背景及研究意義
1.2 鎂及鎂合金概述
1.2.1 鎂的概述
1.2.2 鎂合金的概述
1.3 激光加工概述
1.3.1 激光加工的分類
1.3.2 激光表面改性
1.3.3 激光重熔(熔凝)
1.3.4 激光熔覆
1.4 鎂合金的激光熔覆
1.4.1 純金屬和二元合金涂層
1.4.2 多元合金涂層
1.4.3 復(fù)合涂層
1.4.4 稀土元素添加涂料
1.5 本文的研究目的,內(nèi)容以及創(chuàng)新點
1.5.1 研究目的
1.5.2 研究內(nèi)容
1.5.3 創(chuàng)新點
第2章 實驗材料、設(shè)備及方法
2.1 基材熔煉設(shè)備,制備過程及化學(xué)成分
2.1.1 熔煉設(shè)備
2.1.2 鑄態(tài)合金的制備及化學(xué)成分
2.2 激光重熔,激光熔覆設(shè)備,參數(shù)以及過程
2.3 熔覆材料的選取
2.4 實驗分析方法及設(shè)備
2.4.1 顯微組織的觀察
2.4.2 形貌觀察,元素分析以及物相分析
2.4.3 硬度及彈性模量測試
2.4.4 摩擦磨損性能測試
2.4.5 電化學(xué)測試
2.5 實驗流程
第3章 激光重熔Mg-Zn-Y-Zr合金
3.1 引言
3.2 物相分析
3.3 顯微組織分析
3.4 納米壓痕測試及顯微硬度分析
3.4.1 納米壓痕測試
3.4.2 顯微硬度測試
3.5 EBSD測試晶界角測試
3.6 摩擦磨損性能測試
3.7 電化學(xué)耐蝕性測試
3.8 本章小結(jié)
第4章 激光熔覆Mg-Zn-Y-Zr合金
4.1 引言
4.2 激光熔覆層的相成分和微觀結(jié)構(gòu)
4.3 激光熔覆層的顯微硬度分布圖
4.4 室溫摩擦磨損性能
4.5 電化學(xué)分析
4.6 激光熔覆過程的探討
4.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Microstructure, tensile properties and mechanical anisotropy of selective laser melted 304L stainless steel[J]. Juan Hou,Wei Chen,Zhuoer Chen,Kai Zhang,Aijun Huang. Journal of Materials Science & Technology. 2020(13)
[2]Room temperature compressive properties and strengthening mechanism of Mg96.17Zn3.15Y0.50Zr0.18 alloy solidified under high pressure[J]. Xiaoping Lin,Zhibin Fan,Chang Xu,Kunyu Guo,Chang Xu,Shiqi Guo. Journal of Rare Earths. 2020(06)
[3]激光沖擊層數(shù)和氯離子濃度對AM50鎂合金耐腐蝕性能的影響[J]. 江崇遠,王長雨,羅開玉,魯金忠. 中國激光. 2018(09)
[4]納秒激光工藝參數(shù)對鋁/鎂異種焊縫成形的影響[J]. 高瓊,王克鴻,郭順,周琦,彭勇. 中國激光. 2018(01)
[5]掃描方式對激光選區(qū)熔化成形316不銹鋼性能的影響[J]. 胡全棟,孫帆,李懷學(xué),鞏水利. 航空制造技術(shù). 2016(Z1)
[6]鎂合金在軍事裝備中的應(yīng)用[J]. 康鴻躍,成都理工大學(xué)材料與化學(xué)化工學(xué)院,陳善華,馬永平,王忠海. 金屬世界. 2008(01)
[7]耐熱鎂合金的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 梁維中,吉澤升,左鋒,洪艷,劉洪匯,李軍,劉洪德. 特種鑄造及有色合金. 2003(02)
[8]鎂合金在工業(yè)及國防中的應(yīng)用[J]. 許小忠,劉強,程軍. 華北工學(xué)院學(xué)報. 2002(03)
[9]鎂合金在汽車上的應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 呂宜振,王渠東,曾小勤,丁文江,朱燕萍. 汽車技術(shù). 1999(08)
博士論文
[1]Mg-Zn-Y(-Gd)鎂合金凝固組織與性能的研究[D]. 史菲.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]準(zhǔn)晶增強Mg-Zn-Y合金的ECAP變形組織及力學(xué)性能[D]. 盧慶亮.山東大學(xué) 2006
碩士論文
[1]Gd含量及制備工藝對Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金組織和性能的影響[D]. 孫勇.重慶大學(xué) 2016
本文編號:2962449
【文章來源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題背景及研究意義
1.2 鎂及鎂合金概述
1.2.1 鎂的概述
1.2.2 鎂合金的概述
1.3 激光加工概述
1.3.1 激光加工的分類
1.3.2 激光表面改性
1.3.3 激光重熔(熔凝)
1.3.4 激光熔覆
1.4 鎂合金的激光熔覆
1.4.1 純金屬和二元合金涂層
1.4.2 多元合金涂層
1.4.3 復(fù)合涂層
1.4.4 稀土元素添加涂料
1.5 本文的研究目的,內(nèi)容以及創(chuàng)新點
1.5.1 研究目的
1.5.2 研究內(nèi)容
1.5.3 創(chuàng)新點
第2章 實驗材料、設(shè)備及方法
2.1 基材熔煉設(shè)備,制備過程及化學(xué)成分
2.1.1 熔煉設(shè)備
2.1.2 鑄態(tài)合金的制備及化學(xué)成分
2.2 激光重熔,激光熔覆設(shè)備,參數(shù)以及過程
2.3 熔覆材料的選取
2.4 實驗分析方法及設(shè)備
2.4.1 顯微組織的觀察
2.4.2 形貌觀察,元素分析以及物相分析
2.4.3 硬度及彈性模量測試
2.4.4 摩擦磨損性能測試
2.4.5 電化學(xué)測試
2.5 實驗流程
第3章 激光重熔Mg-Zn-Y-Zr合金
3.1 引言
3.2 物相分析
3.3 顯微組織分析
3.4 納米壓痕測試及顯微硬度分析
3.4.1 納米壓痕測試
3.4.2 顯微硬度測試
3.5 EBSD測試晶界角測試
3.6 摩擦磨損性能測試
3.7 電化學(xué)耐蝕性測試
3.8 本章小結(jié)
第4章 激光熔覆Mg-Zn-Y-Zr合金
4.1 引言
4.2 激光熔覆層的相成分和微觀結(jié)構(gòu)
4.3 激光熔覆層的顯微硬度分布圖
4.4 室溫摩擦磨損性能
4.5 電化學(xué)分析
4.6 激光熔覆過程的探討
4.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Microstructure, tensile properties and mechanical anisotropy of selective laser melted 304L stainless steel[J]. Juan Hou,Wei Chen,Zhuoer Chen,Kai Zhang,Aijun Huang. Journal of Materials Science & Technology. 2020(13)
[2]Room temperature compressive properties and strengthening mechanism of Mg96.17Zn3.15Y0.50Zr0.18 alloy solidified under high pressure[J]. Xiaoping Lin,Zhibin Fan,Chang Xu,Kunyu Guo,Chang Xu,Shiqi Guo. Journal of Rare Earths. 2020(06)
[3]激光沖擊層數(shù)和氯離子濃度對AM50鎂合金耐腐蝕性能的影響[J]. 江崇遠,王長雨,羅開玉,魯金忠. 中國激光. 2018(09)
[4]納秒激光工藝參數(shù)對鋁/鎂異種焊縫成形的影響[J]. 高瓊,王克鴻,郭順,周琦,彭勇. 中國激光. 2018(01)
[5]掃描方式對激光選區(qū)熔化成形316不銹鋼性能的影響[J]. 胡全棟,孫帆,李懷學(xué),鞏水利. 航空制造技術(shù). 2016(Z1)
[6]鎂合金在軍事裝備中的應(yīng)用[J]. 康鴻躍,成都理工大學(xué)材料與化學(xué)化工學(xué)院,陳善華,馬永平,王忠海. 金屬世界. 2008(01)
[7]耐熱鎂合金的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 梁維中,吉澤升,左鋒,洪艷,劉洪匯,李軍,劉洪德. 特種鑄造及有色合金. 2003(02)
[8]鎂合金在工業(yè)及國防中的應(yīng)用[J]. 許小忠,劉強,程軍. 華北工學(xué)院學(xué)報. 2002(03)
[9]鎂合金在汽車上的應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 呂宜振,王渠東,曾小勤,丁文江,朱燕萍. 汽車技術(shù). 1999(08)
博士論文
[1]Mg-Zn-Y(-Gd)鎂合金凝固組織與性能的研究[D]. 史菲.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]準(zhǔn)晶增強Mg-Zn-Y合金的ECAP變形組織及力學(xué)性能[D]. 盧慶亮.山東大學(xué) 2006
碩士論文
[1]Gd含量及制備工藝對Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金組織和性能的影響[D]. 孫勇.重慶大學(xué) 2016
本文編號:2962449
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