热处理对固相合成ZM6镁合金组织与性能的影响研究

论文摘要

镁合金越来越广泛的应用使镁合金再生技术对于合理回收废料、延长镁合金使用周期具有重要意义。固态回收技术能够很好地节约资源、降低镁制品成本和防止环境污染,并且避免了液态回收过程中镁合金熔液易于氧化燃烧、操作时复杂且缺乏安全性的缺点,是一种很有发展前景的回收方法。本研究利用固相合成方法制备了ZM6镁合金试样并对其进行不同的热处理工艺,在成形过程中不需加入覆盖剂,不需要熔融,操作起来安全简单。该方法是建立在镁合金塑性成形理论、动态再结晶和回复机制、氧化相弥散机制、扩散焊接机理等理论基础上的。本研究根据镁合金挤压原理,选择了一套挤压比为25:1、模具模角为60?,工作带长6mm,模具入口处圆角2?,并能满足固相合成材料性能测试的模具。本研究通过改变不同的热处理工艺对挤压合金进行热处理,并对所获得的试样进行微观组织的观察和力学性能的测试。同时还与铸态和热处理后的铸态合金进行了比较。通过试验分析最终得出:ZM6镁合金由于在挤压过程中发生了动态再结晶使晶粒得到明显细化;T4处理后,挤压合金的强度和塑性都有所下降,主要是因为固溶处理对合金力学性能提高的绝对值小于晶粒长大所带来的负面影响;T5、T6处理都使合金的强度有所提高,T5处理后,挤压合金的晶粒几乎没有长大,T6处理后合金的晶粒明显长大并且析出第二相,第二相析出是合金强度提高和延伸率下降的主要原因,固溶处理后,当时效时间为16h时,挤压合金的强度达到T6状态下的最高值,达到294.50MPa,此时合金的强度与原挤压合金相比提高了27.00%,尽管塑性有所下降,但13.50%的延伸率仍然是可接受的较高值;铸态合金经T6处理后合金的断裂面形成独特的深坑结构,以脆性相包含基体相的形式存在,同时合金的强度和塑性都有所增加。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 镁合金简介
• 1.1.1 镁合金材料的制备方法
• 1.1.2 镁合金材料的成形工艺
• 1.2 固相合成镁合金研究现状
• 1.2.1 固相合成镁合金的优点
• 1.2.2 固相合成方法存在问题及前景
• 1.3 耐热镁合金简介
• 1.3.1 耐热镁合金研究现状
• 1.3.2 耐热镁合金材料设计依据
• 1.3.3 耐热镁合金的主要系列
• 1.3.4 稀土镁合金的发展及新工艺
• 1.4 镁合金的热处理
• 1.5 课题来源及其意义
• 1.6 本文主要研究内容
• 第2章 试验方案
• 2.1 固相合成镁合金的理论依据
• 2.1.1 动态再结晶机制
• 2.1.2 动态回复
• 2.1.3 弥散强化机制
• 2.2 试验原材料的选取
• 2.3 试验仪器及模具
• 2.3.1 试验主要仪器
• 2.3.2 试验模具介绍与挤压比的选择
• 2.3.3 试验温度的设定
• 2.3.4 试验屑粒尺寸的选定
• 2.4 试验工艺过程
• 2.4.1 机械加工阶段
• 2.4.2 预处理阶段
• 2.4.3 挤出成型阶段
• 2.4.4 热处理阶段
• 2.4.5 加工测试阶段
• 2.5 本章小结
• 第3章 热处理工艺对组织的影响
• 3.1 温度对固相合成效果的影响
• 3.1.1 热处理对横向组织的影响
• 3.1.2 热处理对纵向组织的影响
• 3.2 时效时间对组织影响
• 3.3 固相合成ZM6 与铸态ZM6 组织比较
• 3.4 本章小结
• 第4章 热处理对力学性能的影响
• 4.1 T5 处理时效时间对力学性能影响
• 4.2 T6 处理时效时间对力学性能影响
• 4.3 热处理工艺对力学性能影响
• 4.4 固相合成ZM6 与铸态ZM6 力学性能比较
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢