粗镁直接熔炼AZ91D镁合金的夹杂物分析

论文摘要

为了响应国家“十一五”计划中“节能减排”政策的号召，开展了粗镁直接熔炼AZ91镁合金工艺的研究。本文以粗镁为原料，通过精炼、过滤、合金化等工艺直接熔炼制备AZ91镁合金。通过对合金组织及性能的检测，获得了较优的工艺参数，为粗镁直接熔炼镁合金的应用提供试验依据。本试验条件下，得出较优的粗镁直接熔炼镁合金工艺为熔炼温度740℃，浇注温度720℃，过滤方式为铁丝网过滤，精炼方式为精炼剂+吹氩精炼，保护方式为SF6+N2混合气体保护，粗镁提纯的实收率为90%。在此熔炼工艺下，采用超声波搅拌的细化晶粒方式对金属液进行处理，分别对超声波搅拌前后的熔液进行浇注。对两组AZ91镁合金以及商品化粗镁直接熔炼的AZ91D镁合金通过拉伸试验、冲击试验、盐雾腐蚀试验进行对比，对断口形貌和夹杂物成分进行分析。得出以下结论：商用粗镁直接熔炼AZ91D镁合金平均抗拉强度为155.84MPa，平均冲击韧性2.517J/cm2；未经过超声波搅拌的合金平均抗拉强度为79.74MPa，平均冲击韧性2.119J/cm2；经过超声波搅拌的合金的平均抗拉强度为174.74MPa，平均冲击韧性4.539J/cm2；断裂方式均属于脆性断裂；实验室熔炼的合金盐雾腐蚀性能要略高于商用AZ91D合金；实验室熔炼的AZ91合金在经过超声波搅拌后，拉伸与冲击的力学性能有了显著的提高，合金中内部缺陷明显减少。但超声波搅拌对合金腐蚀试验和夹杂物的去除作用的影响甚微。粗镁直接熔炼镁合金中主要杂质成分为C、O、Si元素，是影响合金力学性能的主要原因。通过纯净化处理降低C、O、Si含量是提高合金质量的关键。采用粗镁直接熔炼AZ91合金可以降低合金二次熔炼的能源消耗。达到了减少工艺环节，提高生产效率，降低生产成本的目的，具有重要的实际意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 镁及镁合金概况
• 1.1.1 镁合金的特点
• 1.1.2 镁合金的分类
• 1.1.3 镁合金的应用
• 1.2 夹杂物的去除方法
• 1.2.1 熔剂保护法
• 1.2.2 气体保护法
• 1.2.3 粗镁熔炼方法
• 1.2.4 镁合金熔体纯净化处理工艺
• 1.3 国内外研究动态
• 1.3.1 国外研究动态
• 1.3.2 国内研究动态
• 1.4 课题研究的目的及意义、研究内容及研究方案
• 1.4.1 课题研究目的及意义
• 1.4.2 课题研究的内容
• 1.4.3 课题研究方案
• 第二章 试验材料、设备及方法
• 2.1 试验材料
• 2.1.1 金属材料
• 2.1.2 辅助材料
• 2.2 试验设备
• 2.2.1 熔炼炉
• 2.2.2 超声波金属熔体处理机
• 2.2.3 盐雾试验机
• 2.2.4 其他力学性能实验设备
• 2.3 试验方法
• 2.3.1 合金熔炼
• 2.3.2 力学性能测试
• 2.3.3 盐雾腐蚀性能试验
• 2.3.4 微观组织分析
• 第三章 夹杂物去除工艺的研究
• 3.1 纯镁熔炼工艺
• 3.1.1 浇注温度的设定
• 3.1.2 过滤方式的设定
• 3.1.3 精炼方式的设定
• 3.1.4 保护方式的设定
• 3.1.5 实收率的确定
• 3.2 AZ91 镁合金的制取
• 3.2.1 AZ91 镁合金的计算
• 3.2.2 AZ91 镁合金的熔炼
• 第四章 试验结果与分析
• 4.1 商用粗镁直接熔炼 AZ91D 镁合金的力学性能及微观组织分析
• 4.1.1 商用粗镁直接熔炼 AZ91D 镁合金铸态试样的显微组织分析
• 4.1.2 商用粗镁直接熔炼 AZ91D 镁合金力学性能
• 4.1.3 商用粗镁直接熔炼 AZ91D 镁合金断口形貌分析
• 4.1.4 商用粗镁直接熔炼 AZ91D 镁合金盐雾腐蚀性能分析
• 4.2 实验室粗镁直接熔炼 AZ91 镁合金的力学性能及微观组织分析
• 4.2.1 实验室粗镁直接熔炼 AZ91 镁合金铸态试样的显微组织分析
• 4.2.2 实验室粗镁直接熔炼 AZ91 镁合金力学性能
• 4.2.3 实验室粗镁直接熔炼 AZ91 镁合金断口形貌分析
• 4.2.4 实验室粗镁直接熔炼 AZ91 镁合金盐雾腐蚀性能分析
• 第五章 结论
• 参考文献
• 在学研究成果
• 致谢