【摘要】：在交通運輸應用領域,相較于其它合金,鎂合金由于具有高的比強度、比剛度以及優(yōu)異的阻尼性能是最具應用前景的輕量化結(jié)構材料。然而,由于鎂晶體的六方密排結(jié)構嚴重限制了其室溫塑性和成型能力。目前工業(yè)上應用最廣的鎂合金是AZ和AM系列合金,這些合金中的Al含量較高,因此具有較高的室溫強度,并且具有優(yōu)異的鑄造和機加工性能,盡管鑄造合金在汽車工業(yè)和電子產(chǎn)品中得到了較廣泛應用,但是由于有限的室溫成形能力、低的蠕變抗力及較差的高溫性能使得變形鎂合金的應用有限。近年來,很多研究通過合金化激活滑移和孿生來提高鎂合金的室溫成形能力。第一性原理計算表面:隨Al、Zn元素含量升高,基面和非基面層錯能逐漸降低,并且更多滑移位置層錯能降低,因而滑移機會增加,因而提高鎂合金的塑性。但是目前沒有發(fā)現(xiàn)報道優(yōu)化AZ系變形鎂合金中Al、Zn元素含量的工作。因此,通過實驗深入研究Al和Zn含量對AZ系鎂合金鑄造、擠壓、軋制顯微組織與力學性能的影響,提高變形鎂合金應用具有重要意義。本文主要研究了Al和Zn含量對擠壓、軋制鎂合金板材組織和性能的影響,主要研究結(jié)果如下:(1)通過調(diào)控AZ鎂合金中的Al、Zn含量,發(fā)現(xiàn)隨著Al、Zn含量提高,擠壓變形鎂合金的強度提高,而塑性降低。揭示了其強度提高的主要原因是細晶強化、第二相強化及固溶強化。而塑性沒有隨著Al、Zn含量升高而提高的主要原因是殘留大顆粒相的應力集中導致材料斷裂,最后優(yōu)化了Al、Zn含量,擠壓Mg-9wt%Al-1.2wt%Zn合金的強度達到370MPa,斷裂塑性達到18.6%。(2)探索了擠壓AZ鎂合金板材的熱處理工藝,優(yōu)化出Mg-8wt%Al-1wt%Zn熱處理工藝為275℃1.5h,通過低溫短時間的熱處理使其抗拉強度由317MPa提高到347MPa,屈服強度由121MPa提高到163MPa,但斷裂延伸率基本不變?yōu)?9%,揭示了其強度提高的主要原因是晶粒內(nèi)部球形相的彌散析出。(3)對AZ91合金軋制前的熱處理工藝進行研究,發(fā)現(xiàn)熱處理工藝對軋制退火后的晶粒尺寸影響較小,但對軋制退火后的Mg17Al12相的尺寸及分布密度有很大影響,最后優(yōu)化出的預熱處理工藝為300℃1h+425℃3h。由于細小彌散的Mg17Al12相均勻分布,軋制退火后AZ91抗拉強度達到364MPa,斷裂延伸率為15%。(4)在采用優(yōu)化的軋制預熱處理工藝的基礎上,對軋制AZ鎂合金的Al、Zn元素進行優(yōu)化,最后獲得綜合性能優(yōu)異的AZ81和AZ91軋制鎂合金,室溫抗拉強度分別為349 MPa和364MPa,斷裂延伸率分別為19%和15%。并且獲得了高強度的Mg-9wt%Al-1.2wt%Zn軋制合金,其室溫抗拉強度達到382MPa。AZ81軋制合金150℃拉伸的斷裂延伸率達到120.7%。
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG146.22

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本文編號：2534525