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应变诱发法镁合金AZ91D半固态组织演变机制

作　者: 王金国
导　师: 姜启川
学　校: 吉林大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 镁合金应变诱发法预变形等温处理组织力学性能
分类号: TG249.9
类　型: 博士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

研究了应变诱发法获得镁合金AZ91D球状晶的机制,提出了球状晶形成的物理模型:加热预变形合金→合金产生回复和再结晶→再结晶晶粒合并、长大→共晶组织溶解→二次枝晶合并→溶质原子沿亚晶界扩散→亚晶界处出现液相→液相量逐渐增加→亚晶粒分离成为球状晶粒。基于热力学理论,推导出半固态温度等温处理过程中球状晶尺寸变化特征方程,对影响球状晶形成的动力学影响因素,预变形处理工艺和半固态等温处理工艺进行了详细研究,给出为获得细小的球状晶,合适的预变形量范围和半固态等温处理时间范围。并研究了镁合金铸态组织对球状晶组织形成的影响。半固态成形镁合金AZ91D的铸态抗拉强度与普通AZ91D相比,可以提高38.7%、延伸率提高140%。T4热处理后抗拉强度提高51.6%,延伸率提高248.11%。

全文目录

第1章绪论  10-30
  1．1 选题意义  10-11
  1．2 半固态成技术的研究进展  11-25
    1．2．1 半固态成形技术的起源及发展  11-12
    1．2．2 半固态成形技术的方法  12-14
    1．2．3 半固态浆料的制备技术  14-19
      1．2．3．1 机械搅拌法  15
      1．2．3．2 电磁搅拌法  15-16
      1．2．3．3 应变诱发激活熔化法  16-17
      1．2．3．4 粉末冶金法  17-18
      1．2．3．5 等温热处理法  18
      1．2．3．6 NRC控冷技术  18-19
    1．2．4 半固态成形技术的特点及应用范围  19-20
    1．2．5 半固态成形技术的理论研究  20-24
      1．2．5．1 半固态金属的热物理性质  20-21
      1．2．5．2 半固态浆料的质量要求  21-22
      1．2．5．2 半固态浆料的枝晶球化机制  22-23
      1．2．5．3 半固态金属的流变学行为  23-24
    1．2．6 半固态成形技术的应用现状  24-25
  1．3 镁合金半固态成形技术的研究现状  25-28
    1．3．1 镁合金半固态坯料的制备方法  26-27
    1．3．2 镁合金半固态成形技术的应用  27-28
  1．4 本论文的研究内容  28-30
第2章实验方法  30-35
  2．1 实验材料  30
  2．2 研究方法与装置  30-32
  2．3 技术路线  32-33
  2．4 样品表征  33-34
    2．4．1 合金成分分析  33
    2．4．2 差热分析实验  33
    2．4．3 球状晶组织形貌分析  33
    2．4．4 微观形貌及微区成分分析  33
    2．4．5 相结构分析  33-34
  2．5 力学性能测试  34-35
    2．5．1 拉伸强度测试  34
    2．5．2 硬度测试  34-35
第3章 SIMA法镁合金球状晶组织的形成及其机制  35-49
  3．1 SIMA法镁合金半固态球状晶组织的转变过程  35-41
    3．1．1 AZ91D镁合金压缩变形后组织  35-36
    3．1．2 升温过程中组织的变化  36-39
    3．1．3 应变诱发法镁合金半固态组织形成机理分析  39-41
  3．2 SIMA法镁合金半固态球状晶组织形成的热力学分析  41-48
    3．2．1 再结晶晶粒出现的必然性  41-44
    3．2．2 固相颗粒圆整的必然性  44-45
    3．2．3 平衡条件下颗粒尺寸变化的必然性  45-48
  3．3 本章小节  48-49
第4章 SIMA法获得镁合金球状晶动力学的影响因素  49-72
  4．1 预变形处理对获得镁合金球状晶的影响  49-61
    4．1．1 预变形温度对获得镁合金球状晶的影响  52-53
    4．1．2 预变形保温时间对获得镁合金球状晶的影响  53-55
    4．1．3 预变形量对获得镁合金球状晶的影响  55-61
  4．2 半固态等温处理对获得镁合金球状晶的影响  61-70
    4．2．1 加热速度对获得球状组织的影响  63-64
    4．2．2 半固态等温处理温度对获得球状组织的影响  64-67
    4．2．3 半固态等温处理时间对获得球状组织的影响  67-70
  4．3 本章小结  70-72
第5章原始组织对镁合金半固态球状晶形成的影响  72-90
  5．1 合金成分对镁合金半固态组织形成的影响  72-79
    5．1．1 Al含量对镁合金球状晶形成的影响  75-77
    5．1．2 不同Al含量镁合金球状晶制备的最佳工艺  77-79
  5．2 原始晶粒尺寸对镁合AZ91D球状晶组织形成的影响  79-84
    5．2．1 冷却速度对铸态组织晶粒尺寸的影响  79-81
    5．2．2 铸态晶粒尺寸对球状晶尺寸的影响  81-84
  5．3 稀土氧化物纳米粉添加对镁合金球状晶形成的影响  84-88
  5．4 本章小结  88-90
第6章半固态触变挤压成形镁合金的力学性能  90-98
  6．1 镁合金半固态触变挤压成形的力学性能  90-92
  6．2 半固态浆料球状晶尺寸对镁合金AZ91D力学性能的影响  92-94
  6．3 T4热处理对半固态成形镁合金力学性能的影响  94-96
  6．5 本章小节  96-98
第7章结论  98-100
参考文献  100-112
攻博期间发表的学术论文及其它成果  112-114
摘要  114-118
Abstract  118-124
致谢  124

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