【摘要】：鎂合金作為當(dāng)前最有應(yīng)用前景的材料之一,它的密度小、韌性好、減震性強(qiáng)、凝固速度快、優(yōu)良的切削加工性等優(yōu)點(diǎn)受到廣泛的關(guān)注,但鎂合金的弊端也非常突出,如室溫塑性差、強(qiáng)度低、耐蝕性差等,想要使鎂合金有廣闊的應(yīng)用,就要解決這些尖銳的問(wèn)題。本文對(duì)鑄態(tài)AZ91D鎂合金分別進(jìn)行了固溶處理、高壓扭轉(zhuǎn)+固溶處理、固溶+時(shí)效處理、固溶+高壓扭轉(zhuǎn)+時(shí)效處理。分別采用X射線衍射儀(XRD)、光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)等方法對(duì)各組實(shí)驗(yàn)合金進(jìn)行顯微組織研究,采用顯微硬度計(jì)(HV)對(duì)鎂合金的硬度性能進(jìn)行測(cè)試。探討了固溶和時(shí)效+高壓扭轉(zhuǎn)對(duì)AZ91D鎂合金的第二相溶解和析出行為的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:對(duì)于(高壓扭轉(zhuǎn)+)固溶處理對(duì)比實(shí)驗(yàn),高壓扭轉(zhuǎn)對(duì)鑄態(tài)組織的細(xì)化明顯,平均晶粒尺寸從固溶態(tài)171~350μm細(xì)化至HPT+固溶態(tài)的30~49μm;經(jīng)過(guò)高壓扭轉(zhuǎn)使得固溶溫度降低,固溶時(shí)間縮短,第二相β-Mg_(17)Al_(12)相能更快的溶入基體中,但顯微硬度提高并不明顯,只提高了4 HV;對(duì)于固溶(+高壓扭轉(zhuǎn))+時(shí)效處理對(duì)比實(shí)驗(yàn),高壓扭轉(zhuǎn)對(duì)經(jīng)固溶處理的鑄態(tài)組織細(xì)化非常明顯,晶粒大小由數(shù)百微米細(xì)化至納米晶級(jí)別,經(jīng)過(guò)高壓扭轉(zhuǎn)使得時(shí)效溫度降低,時(shí)效時(shí)間縮短,第二相β-Mg_(17)Al_(12)相由固溶時(shí)效態(tài)的長(zhǎng)桿狀和塊狀變?yōu)闄E圓塊狀和顆粒狀,變得更細(xì)小、分布于更加均勻,顯微硬度提高明顯,相對(duì)于固溶時(shí)效處理態(tài)提高了42%,達(dá)到128HV。高壓扭轉(zhuǎn)能促進(jìn)第二相的析出與溶解,并且改變了隨后時(shí)效處理所析出的β-Mg_(17)Al_(12)相形貌,顯著提高了固溶時(shí)效處理態(tài)的顯微硬度,但對(duì)僅固溶處理的硬度影響較小。
【圖文】：

燕山大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文化學(xué)性質(zhì)活潑，在空氣中極易氧化變暗。Mg 的原子序數(shù)為 12；相對(duì)原子質(zhì)量為 24.3；Mg 密度為 1.78 g/cm3，僅為鋁的 2/3，鈦的 2/5，鋼的 1/4，銅的 1/5；熔點(diǎn)為 650 ℃，沸點(diǎn)為 1107 ℃，熔化潛熱為 368 J/g。Mg 的晶體結(jié)構(gòu)為密排六方結(jié)構(gòu)（a=0.32092 nm，c=0.52105 nm，c/a=1.633），圖 1-1 為 Mg 的晶體結(jié)構(gòu)[5]。當(dāng)溫度低于 225 ℃時(shí)，Mg 的主要滑移系為{0001}<1120>,次滑移系為{1011}<1120>,當(dāng)溫度高于 225 ℃時(shí)，滑移還可以在{1011}<1120>上進(jìn)行。孿晶出現(xiàn)在{1012}晶面簇上，二次孿晶出現(xiàn)在{3034}晶面上，，高溫下，{1013}晶面也會(huì)出現(xiàn)孿晶。Mg 合金的這種密排六方此結(jié)構(gòu)會(huì)有高溫下塑性好，可以進(jìn)行熱加工，但室溫塑性差的特點(diǎn)。純 Mg 的電極電位低(-2.37 V)，耐蝕性能差，在水環(huán)境中和酸和鹽溶液中易被腐蝕，但對(duì)堿類、汽油和礦物油具有化學(xué)穩(wěn)定性，因此 Mg 合金可作為輸油管道的材料[6]。

圖 1-2 Mg-Al 二元平衡相圖[14] Mg 合金Mg 合金在工程中也被廣泛使用。Mg-Zn 系 Mg 合金的強(qiáng)度和負(fù)載能力[16]。當(dāng)前已開(kāi)發(fā)出的 Mg-Zn -Zn-Zr-RE、Mg-Zn-RE、Mg-Zn-Cu、Mg-Zn-Mn 等系列Zr，不僅可以使晶粒得到細(xì)化從而提高強(qiáng)度，還可提前開(kāi)發(fā)的較成熟的 Mg-Zn-Zr 系鎂合金有 ZK20 和 的 Cu，可以使固溶溫度升高，促進(jìn)析出相的空位形n 合金時(shí)效硬化效應(yīng)[17]。目前開(kāi)發(fā)出的主要牌號(hào)有 Zn 二元合金中添加稀土元素，可以改進(jìn)材料的力學(xué)性的稀土元素有：Y、Gd、Ce、Nd、以及 MM 等。M具有高的強(qiáng)度、低的擠壓溫度、可以時(shí)效強(qiáng)化以及價(jià)號(hào)有 ZM21 和 ZM61 等。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG146.22;TG156.9

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2651667