学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

变形镁合金形变热处理组织性能研究

作　者: 陈新
导　师: 尹德良
学　校: 南京理工大学
专　业: 材料科学与工程
关键词: 变形镁合金形变热处理细化晶粒织构沉淀相
分类号: TG146.22
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 107次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

镁合金是目前实际应用中最轻的金属结构材料,具有密度低、比刚度和比强度高、阻尼减震性好等优点,在航空、航天、汽车、计算机、电子、通讯等领域有着重要的应用前景。但是受到材料制备技术以及本身力学性能的制约,镁合金的应用仍远落后于钢铁和铝合金,因此镁合金的强韧化是目前镁合金研究的热点。本课题选择AZ80和ZK60这两种可热处理强化的变形镁合金作为研究对象,以细晶强韧化、织构强化、热处理强化为理论基础,采用形变热处理的手段,寻求能够耦合多种强韧化机制的工艺方法,以提高镁合金的室温力学性能,扩大其使用范围。实验以两种合金的挤压棒材为初始材料,先选取部分材料进行ECAP处理,再分别对挤压以及ECAP后的材料进行时效处理,对挤压+时效、ECAP以及ECAP+时效三种不同工艺所得材料的力学性能以及微观组织进行分析,确定最优工艺手段,得到兼具高强度以及良好塑性韧性的镁合金材料。AZ80镁合金的研究结果表明,时效过程能够生成大量的沉淀相,不连续析出相表现出更良好的强化效果；在150℃下时效30h可达到峰值时效,此时的屈服强度为205.4MPa,抗拉强度为292.5MPa,比初始挤压态材料分别提高了17.0%和3.2%,但是断后延伸率有所下降,由挤压态的14.6下降到11.0%。对挤压态材料采用ECAP工艺处理之后,虽然强度略有下降,但显著地提高了塑性韧性,220℃下ECAP4道次之后材料的断后延伸率达到20.9%,比初始挤压态材料提高了44.1%。ZK60镁合金的研究结果表明,在时效态的材料中共发现4种形态的第二相析出物；时效40h后材料的强度达到最大,屈服强度为281.9 MPa,抗拉强度为315.4MPa,比初始挤压态材料,分别提高了24.9%和12.0%。关于ECAP后材料的分析结果表明,220℃下ECAP4道次的材料,晶粒细化效果非常显著,晶粒尺寸为500-800nnm；在细晶强韧化的作用下,屈服强度为243.4MPa,抗拉强度为292.2MPa,比挤压态材料分别提高了7.8%和6.9%,其断后延伸率达到26.8%,比挤压态材料提高了59.8%,具有最好的综合力学性能。总的来说,对两种挤压态镁合金材料进行人工时效能够显著提高材料的强度,较好的实现了细晶强化、织构强化和热处理强化的耦合。而对ECAP态的材料进行人工时效处理,两种镁合金材料的力学性能没有发生显著的变化,这主要是由于ECAP态材料时效后的沉淀相强化效果与晶粒长大导致的软化效果相抵消。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
1 绪论  10-28
  1.1 引言  10
  1.2 变形镁合金强韧化机制  10-19
    1.2.1 细晶强韧化  10-11
    1.2.2 织构强化  11-13
    1.2.3 热处理强化  13-19
  1.3 变形镁合金的形变热处理  19-26
    1.3.1 挤压+热处理  19-22
    1.3.2 等径角挤压(ECAP)+热处理  22-26
  1.4 研究的目的与意义  26-27
    1.4.1 研究的目的  26
    1.4.2 研究的意义  26-27
  1.5 研究的内容  27-28
2 实验方法  28-34
  2.1 实验材料和实验方案  28-29
  2.2 形变热处理  29-30
    2.2.1 等径角挤压(ECAP)  29-30
    2.2.2 人工时效  30
  2.3 力学性能测试  30-31
    2.3.1 拉伸力学试验  30-31
    2.3.2 显微硬度试验  31
  2.4 微观组织表征  31-34
    2.4.1 金相分析(OM)  31-32
    2.4.2 织构分析  32-33
    2.4.3 扫描电镜分析(SEM)  33
    2.4.4 透射电镜分析(TEM)  33-34
3 AZ80镁合金的形变热处理  34-46
  3.1 挤压态AZ80镁合金时效后的组织性能  34-39
    3.1.1 金相分析  34-36
    3.1.2 织构分析  36-37
    3.1.3 SEM断口分析  37
    3.1.4 力学性能分析  37-39
  3.2 挤压态AZ80镁合金ECAP后的组织性能  39-42
    3.2.1 金相分析  39-41
    3.2.2 SEM断口分析  41
    3.2.3 力学性能分析  41-42
  3.3 挤压态AZ80镁合金ECAP+时效后的组织性能  42-45
    3.3.1 金相分析  43
    3.3.2 力学性能分析  43-45
  3.4 本章小结  45-46
4 ZK60镁合金的形变热处理  46-66
  4.1 挤压态ZK60镁合金时效后的组织性能  46-51
    4.1.1 金相分析  46-47
    4.1.2 TEM分析  47-49
    4.1.3 织构分析  49
    4.1.4 力学性能分析  49-51
  4.2 挤压态ZK60镁合金ECAP后的组织性能  51-61
    4.2.1 金相分析  51-53
    4.2.2 TEM分析  53-54
    4.2.3 织构分析  54-57
    4.2.4 力学性能分析  57-61
  4.3 挤压态ZK60镁合金ECAP+时效后的组织性能  61-65
    4.3.1 金相分析  61-62
    4.3.2 TEM分析  62
    4.3.3 力学性能分析  62-65
  4.4 本章小结  65-66
5 结论  66-67
致谢  67-68
参考文献  68-72
附录  72

变形镁合金形变热处理组织性能研究

内容摘要

全文目录

相似论文