喷射沉积变形镁合金组织和性能研究

论文摘要

喷射沉积技术是制备高性能大尺寸快速凝固镁合金的有效方法。采用喷射沉积技术制备的镁合金具有晶粒细小、组织均匀等特点,与传统铸造镁合金相比,大幅提高了力学和耐腐蚀性能,与粉末冶金镁合金相比,缩短了工艺流程。喷射沉积制备新型镁合金具有理论和应用价值。本文主要针对Mg-Al-Zn和Mg-Zn-Zr系列变形镁合金,研究以氮气为雾化气体制备的喷射沉积镁合金材料,分析喷射沉积坯的显微组织和物相组成,研究沉积坯经均匀化退火和和挤压棒材经T5、T6处理后合金的显微组织和性能变化,分析不同Nd含量对喷射沉积镁合金Mg-Al-Zn系合金显微组织和力学性能的影响。研究结果表明:喷射沉积工艺制备的镁合金材料有少量的孔隙,热挤压后获得致密的镁合金棒材。镁合金Mg-7Al-4.5Ca-1.5Zn-1Nd沉积态的物相组成是a-Mg和少量的Al2Ca,挤压后物相组成基本没有发生变化。挤压后T5处理（160℃/8h）硬度值是99.7Hv,T6处理（固溶400℃/1h+时效180℃/6h）硬度值是100.3Hv。Mg-Al-Zn-Ca系合金中加入不同含量的Nd,合金挤压态的硬度和抗拉强度都有所提高,当Nd含量为2%时,合金的力学性能最佳。镁合金Mg-6Zn-6Ca-0.6Zr沉积态的物相组成主要a-Mg、MgZn2、Mg2Ca和Mg6Zn3Ca2,挤压态试样物相组成主要为a-Mg、MgZn2和Mg2Ca。挤压态T5处理（180℃/6h）时效硬度为98.6Hv,抗拉强度为367.1MPa;T6处理（固溶400℃/1h+时效180℃/6h）硬度为99.5Hv,抗拉强度为369.3MPa。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的目的和意义
• 1.2 镁合金简介
• 1.2.1 镁的基本性质
• 1.2.2 镁合金的特点
• 1.3 镁合金的应用
• 1.3.1 镁合金在汽车工业中的应用
• 1.3.2 镁合金在电子工业中的应用
• 1.4 镁合金的热处理
• 1.4.1 固溶处理
• 1.4.2 时效处理
• 1.5 喷射沉积镁合金概述
• 1.5.1 喷射沉积原理及工艺特点
• 1.5.2 喷射沉积镁合金的特点
• 1.5.3 喷射沉积镁合金的特性
• 1.5.4 喷射沉积镁合金的研究进展
• 1.6 课题的主要研究内容
• 第2章 实验方法
• 2.1 实验材料
• 2.2 热挤压
• 2.3 差热分析试验
• 2.4 热处理工艺
• 2.4.1 均匀化退火
• 2.4.2 人工时效（T5）
• 2.4.3 固溶+人工时效（T6）
• 2.5 显微组织分析
• 2.5.1 金相显微组织分析
• 2.5.2 XRD分析
• 2.5.3 SEM分析
• 2.6 合金性能测试
• 2.6.1 硬度测试
• 2.6.2 拉伸强度测试
• 第3章 喷射沉积Mg-Al-Zn-Ca-Nd合金组织和性能研究
• 3.1 喷射沉积Mg-7Al-4.5Ca-1.5Zn-1Nd合金组织和性能研究
• 3.1.1 镁合金沉积态显微组织分析
• 3.1.2 镁合金均匀化退火
• 3.1.3 镁合金挤压态
• 3.1.4 人工时效处理
• 3.1.5 固溶+人工时效处理
• 3.2 不同Nd含量对喷射沉积Mg-Al-Zn-Ca镁合金组织和性能的影响
• 3.2.1 镁合金沉积态显微组织分析
• 3.2.2 Nd对镁合金力学性能的影响
• 第4章 喷射沉积Mg-Zn-Zr-Ca合金组织和性能研究
• 4.1 镁合金沉积态显微组织分析
• 4.2 均匀化退火
• 4.3 镁合金挤压态
• 4.4 人工时效处理
• 4.5 固溶+人工时效处理
• 4.6 热处理对镁合金力学性能的影响
• 第5章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果