论文摘要
镁合金具有密度低、比强度和比刚度高、良好的铸造性能、电磁屏蔽能力以及易于再生利用等一系列独特的优点，在汽车、电子和航空航天等各种工业领域具有十分广泛的应用前景。AZ91镁合金具有优异的性能，且成本低廉，是目前应用最广泛的铸造镁合金。Fe是镁合金中最主要的杂质元素。在回收利用镁合金废料过程中，Fe的含量会增加；而在镁合金的熔炼过程中，Fe极容易引入到合金中，从而导致镁合金耐腐蚀性能的大幅下降，并对其力学性能造成不利影响。Mn对Fe的不利影响具有一定的中和作用，加Mn合金化是除铁的主要措施之一。Sr能显著细化镁合金的晶粒，提高力学性能，但是Sr对含铁镁合金的作用尚未见报道。基于此，本文以含0．2％Fe的AZ91镁合金为基体，采用熔剂保护法熔炼合金，利用金相显微镜（OM）、X射线衍射分析（XRD）、电子探针（EPMA）、Instron5882材料试验机和失重法分别研究了Sr、Mn及其复合加入对含铁AZ91镁合金的显微组织、力学性能和腐蚀性能的影响。主要研究结果如下：（1）Mn的加入可以使a-Mg晶粒细化，主要受Al8（Mn,Fe）5、e-AlMn和γ2-Al8Mn5等异质形核核心形态和分布的共同影响。单独添加Sr对所研究合金的晶粒有明显细化作用。表面活性元素Sr在凝固过程中富集于固液界面前沿，从而增大了实际过冷度，提高了形核率，阻碍了晶粒的生长。而Sr、Mn复合时，Mn的加入促进了Al4Sr的形成，毒化了Sr的细化效果。（2）Mn的加入能显著的提高合金的抗腐蚀性能，消除杂质元素Fe对合金耐腐蚀性的不利影响。Mn加入后会生成Al8（Mn,Fe）5，而Al8（Mn,Fe）5极易沉淀，多余的Mn会生成Al-Mn颗粒。Sr的加入对合金的耐腐蚀性有不利影响。T6热处理使含Fe量较高合金腐蚀速率明显增大。本试验中，0．9％Mn合金的T6热处理腐蚀速率最小，其值为0．7 mg．cm-2．d-1。（3）适量Sr、Mn能改善合金力学性能，T6热处理使合金抗拉强度提高。T6热处理时，Mn能促进β-Mg17Al12相在晶界的非连续析出，而Sr却抑制其析出。本试验中，0．2％Mn的合金抗拉强度最大，其在铸态和T6态的抗拉强度最大值分别为149MPa和182MPa。
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摘要Abstract第1章 绪论1.1 镁合金的特性及应用1.1.1 镁合金的特性1.1.2 镁合金的应用1.2 镁合金的腐蚀行为和机理1.2.1 镁合金的主要腐蚀行为1.2.2 合金元素和微观结构对镁合金耐腐蚀性的影响1.3 Fe的不良影响及消除措施1.3.1 铁的不良影响1.3.2 消除Fe相有害作用的措施1.4 课题研究的目的、内容及技术路线1.4.1 研究目的1.4.2 研究内容1.4.3 技术路线第2章 试验方法及内容2.1 合金制备及处理2.1.1 合金成分的设定2.1.2 合金热处理工艺2.1.3 合金的熔炼2.2 性能测试2.2.1 常温拉伸性能测试及硬度测定2.2.2 腐蚀测试2.3 组织分析2.3.1 金相显微分析2.3.2 X射线衍射（XRD）分析2.3.3 探针（EPMA）分析第3章 Mn对含铁AZ91镁合金组织与性能的影响3.1 Mn对含铁AZ91镁合金显微组织的影响3.1.1 铸态组织3.1.2 T6热处理组织3.1.3 合金的相组成3.2 Mn对含铁AZ91镁合金力学性能的影响3.2.1 拉伸力学性能3.2.2 硬度3.3 Mn对含铁AZ91镁合金腐蚀性能的影响3.4 讨论3.4.1 Al-Mn颗粒的成分及形成机理探讨3.4.2 Mn对合金的细化机理探讨3.5 本章小结第4章 Sr对含铁镁合金组织与性能的影响4.1 Sr对含铁AZ91镁合金组织的影响4.1.1 铸态组织4.1.2 T6热处理组织4.1.3 合金的相组成4.2 Sr对含铁AZ91镁合金力学性能的影响4.2.1 拉伸力学性能4.2.2 硬度4.3 Sr对含铁AZ91镁合金腐蚀性能的影响4.4 Sr对含铁AZ91镁合金细化机理探讨4.5 本章小结第5章 Sr、Mn复合添加对含铁AZ91镁合金的影响5.1 Sr、Mn复合添加对含铁AZ91镁合金组织的影响5.1.1 铸态组织5.1.2 T6热处理组织5.1.3 合金的相组成5.2 Sr、Mn复合添加对含铁AZ91镁合金力学性能的影响5.2.1 拉伸力学性能5.2.2 硬度5.3 Sr、Mn复合添加对含铁AZ91镁合金腐蚀性能的影响5.4 讨论5.4.1 Sr、Mn复合添加对含铁AZ91镁合金的细化机理探讨17Al12时效析出相的影响机理'>5.4.2 Sr、Mn复合添加对合金β-Mg17Al12时效析出相的影响机理5.4.3 Sr、Mn复合添加对含铁AZ91镁合金腐蚀性能影响机理探讨5.5 本章小结第6章 结论参考文献致谢附录
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