本文關鍵詞：磁場作用下Mg-Zn-Ca合金組織與性能研究

  更多相關文章： 電磁攪拌 Mg-xZn-Ca合金 顯微組織 力學性能 擠壓工藝

【摘要】：鎂及其合金作為目前工業(yè)應用金屬中最輕的結構材料，因其密度小、比強度高和比鋼度大以及與人體具有良好的生物相容性而備受關注。尤其是幾年來隨著汽車、電子以及航空航天等領域的發(fā)展，對鎂合金的發(fā)展提出了更高的要求，因此有必要開發(fā)新的鎂合金材料并探究其制備方法。 本文在電磁攪拌作用下制備了Mg-xZn-Ca合金，對該合金進行了均勻化熱處理，并在此基礎上研究了電磁場對Mg-Zn-Ca合金組織和性能的影響；隨后為進一步改善合金的組織并提高其力學性能，在不同的熱擠壓工藝下對均勻化熱處理后的合金進行了熱擠壓。 為了得到具有最佳力學性能的Mg-Zn-Ca合金，研究了Zn含量、電磁攪拌、熱處理及擠壓工藝對Mg-Zn-Ca合金組織與性能的影響。利用光學顯微鏡、掃描顯微鏡、XRD衍射儀分析對所制備合金進行顯微組織分析、物相組成、斷口形貌分析，利用HDV-1000顯微硬度計和CSS電子萬能試驗機進行了力學性能試驗等，得到了不同工藝及狀態(tài)下所制備合金的相關參數(shù)。 為了確定使Mg-Zn-Ca合金達到最佳性能時的Zn元素的含量，對在電磁攪拌作用下制備的Mg-xZn-Ca合金的顯微組織和力學性能進行了分析。發(fā)現(xiàn)在電磁攪拌作用下Zn元素除了起到細化晶粒的作用外，還產(chǎn)生了較強的固溶強化效果。Zn含量為4.0wt.%時Mg-xZn-Ca合金取得了最佳的力學性能。其屈服強度、抗拉強度和伸長率分別達到了101MPa、209MPa和13%，顯微硬度值為50.42HV。 通過對未施加電磁攪拌和施加電磁攪拌的Mg-Zn-Ca合金熱處理前后的顯微組織和力學性能的分析發(fā)現(xiàn)：電磁攪拌能細化合金晶粒，使晶界處的析出物減少且均勻分布，合金力學性能的得到提高；經(jīng)均勻化退火后合金晶粒變得圓整均勻，析出的第二相變的細小且彌散分布，合金力學性能進一步提高。 通過變換下模的不同擠壓比棒材擠壓模具對Mg-Zn-Ca合金進行了熱擠壓，研究了不同擠壓工藝對Mg-Zn-Ca合金組織與性能的影響，結果表明：合金在熱擠壓過程中發(fā)生了動態(tài)再結晶，合金晶粒得到明顯細化，合金的顯微組織由均勻細小的等軸晶組成；擠壓后合金的力學性能也有了明顯的提高。當溫度T=330℃，擠壓比λ=25時，，合金的得到最高的力學性能，其屈服強度和抗拉強度為、伸長率分別為244MPa、307MPa和19.5%，顯微硬度達到了75.26HV。
【關鍵詞】：電磁攪拌 Mg-xZn-Ca合金 顯微組織 力學性能 擠壓工藝
【學位授予單位】：哈爾濱理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG146.22
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-23
• 1.1 鎂合金的概述12-18
• 1.1.1 鎂及其合金的基本特性12-13
• 1.1.2 鎂合金的分類13-14
• 1.1.3 鎂合金的應用14-18
• 1.2 Mg-Zn-Ca 合金的發(fā)展現(xiàn)狀18
• 1.3 鎂合金的強化途徑18-19
• 1.4 鎂合金的電磁攪拌技術19-20
• 1.5 熱擠壓技術20-21
• 1.6 本課題研究的目的及意義21
• 1.7 本課題研究內容21-23
• 第2章 實驗材料及方法23-30
• 2.1 實驗材料23-24
• 2.1.1 合金元素的選擇23
• 2.1.2 合金成分的設計23-24
• 2.2 實驗方法24-27
• 2.2.1 合金的熔煉24-26
• 2.2.2 合金的熱處理26
• 2.2.3 合金的熱擠壓26-27
• 2.3 微觀組織觀察27-28
• 2.3.1 金相組織觀察27-28
• 2.3.2 X 射線衍射分析28
• 2.3.3 掃描電鏡28
• 2.4 力學性能測試28-30
• 2.4.1 拉伸性能測試28-29
• 2.4.2 顯微硬度測試29-30
• 第3章 磁場作用下 Zn 含量對 Mg-xZn-Ca 合金組織與性能的影響30-43
• 3.1 引言30
• 3.2 Mg-xZn-Ca 合金的微觀組織分析30-38
• 3.2.1 Mg-xZn-Ca 合金的實際成分30-31
• 3.2.2 Mg-xZn-Ca 合金的金相組織31-32
• 3.2.3 Mg-xZn-Ca 合金的 SEM 形貌及 EDS 分析32-36
• 3.2.4 Mg-xZn-Ca 合金的 XRD 分析36-38
• 3.3 Mg-xZn-Ca 合金的力學性能分析38-40
• 3.3.1 Mg-xZn-Ca 合金的硬度分析38-39
• 3.3.2 Mg-xZn-Ca 合金的拉伸性能分析39-40
• 3.4 Mg-xZn-Ca 合金的斷口形貌分析40-42
• 3.5 本章小結42-43
• 第4章 電磁場對 Mg-4Zn-Ca 合金組織與性能的影響43-52
• 4.1 引言43
• 4.2 電磁場對 Mg-4Zn-Ca 合金顯微組織的影響43-47
• 4.2.1 Mg-4Zn-Ca 合金的金相組織43-44
• 4.2.2 Mg-4Zn-Ca 合金的 SEM 形貌及 EDS 分析44-46
• 4.2.3 Mg-4Zn-Ca 合金的 XRD 分析46-47
• 4.3 電磁場對 Mg-4Zn-Ca 合金力學性能的影響47-50
• 4.3.1 Mg-4Zn-Ca 合金的硬度分析47-48
• 4.3.2 Mg-4Zn-Ca 合金的拉伸性能分析48-50
• 4.4 Mg-4Zn-Ca 合金的斷口形貌分析50-51
• 4.5 本章小結51-52
• 第5章 熱擠壓對 Mg-4Zn-Ca 合金組織與性能的影響52-63
• 5.1 引言52
• 5.2 鎂合金的擠壓棒材52
• 5.3 擠壓溫度對 Mg-4Zn-Ca 合金組織與性能的影響52-57
• 5.3.1 擠壓溫度對 Mg-4Zn-Ca 合金組織的影響52-54
• 5.3.2 擠壓溫度對 Mg-4Zn-Ca 合金力學性能的影響54-56
• 5.3.3 擠壓溫度對 Mg-4Zn-Ca 合金斷口形貌的影響56-57
• 5.4 擠壓比對 Mg-4Zn-Ca 合金組織與力學性能的影響57-62
• 5.4.1 擠壓比對 Mg-4Zn-Ca 合金組織的影響57-59
• 5.4.2 擠壓比對 Mg-4Zn-Ca 合金力學性能的影響59-61
• 5.4.3 擠壓比對 Mg-4Zn-Ca 合金斷口形貌的影響61-62
• 5.5 本章小結62-63
• 結論63-65
• 參考文獻65-70
• 致謝70

【參考文獻】

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本文編號：1118757