铅及稀土对镁铝合金组织及性能的影响

论文摘要

Mg、Pb是互相固溶度的元素，但目前就Pb对镁铝合金影响的研究报道不多见。稀土元素是改善铸造镁合金耐热性的最有效元素，其化合物具有熔点高、热稳定性好等优点，是一种强化相。本论文采用金相观察（OM）、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、硬度、冲击韧性等分析手段，系统地研究了添加不同含量的Pb和混合稀土RE对Mg-Al合金AZ91和AZ61组织和性能的影响及其作用机理。实验结果表明：1)少量的Pb的加入会有效地抑制Mg-Al合金中β-Mg17Al12相的析出和Mg、Al原子的扩散。2)RE对Mg-Al合金具有明显的晶粒细化作用。本文对含Pb及RE的Mg-Al合金采用固溶（350℃×10min和420℃×10min）+时效（120℃和200℃）热处理。实验结果发现：硬度有明显的提高，而且Pb能够延迟沉淀硬化的时间。本文研究了Pb及RE对Mg-Al合金耐腐蚀性能的影响，腐蚀溶液为5％NaCl水溶液。实验结果表明：过量的（＞1％）Pb对Mg-Al合金的耐腐蚀性能有不利的影响，而稀土能够显著地改善Mg-Al合金的耐腐蚀性能。本文最后研究了Pb及RE对Mg-Al合金的阻燃性能的影响。实验采用固态燃烧法，在管式炉中测量试样的起燃温度。结果表明：Pb的加入对Mg-Al合金的燃点有不利的影响。Pb含量越多，燃点下降的幅度越大。混合稀土能明显提高Mg-Al合金熔炼时的起燃温度。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 国内外镁合金的生产现状及发展趋势
• 1.1.1 镁合金的分类
• 1.1.2 镁合金的特点
• 1.1.3 镁合金的应用
• 1.2 镁合金强韧化的研究
• 1.2.1 细晶强化
• 1.2.2 合金元素对镁合金的作用
• 1.2.3 镁合金的热处理强化
• 1.3 本论文的研究目的、意义和内容
• 1.3.1 本论文的研究目的和意义
• 1.3.2 本论文的研究内容
• 第二章 实验设计与实验安排
• 2.1 概述
• 2.2 组元设计
• 2.2.1 合金化元素的选取
• 2.2.2 组元含量的正交设计
• 2.4 合金的选定
• 2.5 合金的制备
• 2.5.1 实验准备
• 2.5.2 熔炼及浇铸过程
• 2.6 热处理工艺的确定
• 2.7 分析测试方法
• 2.7.1 金相组织观察
• 2.7.2 X射线衍射分析
• 2.7.3 扫描电子显微镜分析
• 2.7.4 力学性能测试
• 2.8 研究计划
• 第三章 Pb及RE对铸态Mg-Al合金组织与力学性能的影响
• 3.1 Pb对Mg-Al合金铸态显微组织与力学性能的影响
• 3.1.1 Pb对AZ91合金铸态显微组织的影响
• 3.1.2 Pb对AZ91合金铸态力学性能的影响
• 3.1.3 Pb对AZ61合金铸态显微组织的影响
• 3.1.4 Pb对AZ61合金铸态力学性能的影响
• 3.2 RE对Mg-Al合金铸态显微组织与力学性能的影响
• 3.2.1 RE对AZ91合金铸态显微组织的影响
• 3.2.2 RE对AZ91合金铸态力学性能的影响
• 3.2.3 RE对AZ61合金铸态显微组织的影响
• 3.2.4 RE对AZ61合金铸态铸态力学性能的影响
• 3.3 Pb和稀土同时添加对Mg-Al合金铸态硬度的影响
• 3.3.1 Pb和稀土复合添加对AZ91合金硬度的影响
• 3.3.2 Pb和稀土复合添加对AZ61合金硬度的影响
• 3.4 结果讨论
• 3.4.1 显微组织讨论
• 3.4.2 力学性能讨论
• 3.5 本章小结
• 第四章 热处理对Mg-Al合金组织与性能的影响
• 4.1 实验方法
• 4.2 热处理对AZ91+xPb+yRE合金显微硬度和组织的影响
• 4.2.1 显微组织分析
• 4.2.2 显微硬度分析
• 4.3 热处理对AZ61+xPb+yRE合金显微硬度和组织的影响
• 4.3.1 显微组织分析
• 4.3.2 显微硬度分析
• 4.4 讨论
• 4.5 本章小结
• 第五章 Pb和RE对Mg-Al合金耐腐蚀性能的影响
• 5.1 试验方法
• 5.2 Pb及RE对AZ91+xPb+yRE镁合金耐腐蚀性能的影响
• 5.3 Pb和RE对AZ61+xPb+yRE镁合金腐蚀性能的影响
• 5.4 结果讨论
• 5.5 本章小结
• 第六章 Pb和RE对Mg-Al合金阻燃性能的影响
• 6.1 实验方法
• 6.2 Pb和RE对AZ91合金阻燃性能的影响
• 6.3 Pb和RE对AZ61合金阻燃性能的影响
• 6.4 结果讨论
• 6.5 本章小结
• 第七章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 在攻读硕士期间发表的论文