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镁铝合金β-Mg_（17）Al_（12）相析出形态及力学性能的研究

作　者: 陈梓山
导　师: 时惠英
学　校: 西安理工大学
专　业: 材料科学与工程
关键词: AZ91镁合金 β-Mg17Al12相热处理力学性能
分类号: TG146.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

本文以AZ91镁合金为研究对象,使用多种热处理工艺获得了不同形态的β-Mg17Al12相,并且利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线能谱仪(EDS)、透射电子显微镜(TEM)以及金属拉伸和硬度实验等系统研究了不同形态的(XRD)、X相对镁铝合金力学性能的影响。铸态AZ91镁合金主要由a-Mg固溶体和金属间化合物β-Mg17Al12相组成,其中β-Mg17Al12相以不规则块状和不连续网状分布在晶界。铸态AZ91合金试样室温拉伸性能较差,屈服强度和抗拉强度分别为102.9MPa和199.3MPa,延伸率仅4.35%；其断口表现为较明显的沿晶脆性断裂特征,断裂主要发生在α／p相界面处。固溶处理可获得单一的a-Mg固溶体组织,合金具有较好的塑性,延伸率高达9.21%,而屈服强度和抗拉强度分别为91.5MPa和234.5MPa。其拉伸断口表现为解理断裂与韧窝聚集型剪切断裂的混合断裂特征。复合热处理后合金组织为单一连续析出β-Mg17Al12相,此时AZ91镁合金具有最高的强度,屈服强度和抗拉强度分别为159.1MPa和248.7MPa,而延伸率为4.33%。合金的拉伸断口呈现准解理断裂特征。单一的层片状β-Mg17Al12不连续析出相可以通过退火处理获得,合金的塑性得到较大的改善,延伸率达到6.12%,屈服强度和抗拉强度分别维持在137.8MPa和240.4MPa。合金的拉伸断口表现为具有一定塑性变形量的穿晶断裂特征。经球化处理后可获得均匀细小的粒状β-Mg17Al12相,合金的延伸率上升至7.23%,而屈服强度和抗拉强度分别为125.3MPa和235.8Mpa。合金的断口形貌为典型的韧窝状。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-17
  1.1 镁合金概述  7-10
    1.1.1 镁的性质  7-8
    1.1.2 镁合金的性能优势  8-9
    1.1.3 镁合金中合金元素的作用  9-10
  1.2 镁铝系合金  10-16
    1.2.1 镁铝系合金概况  10-11
    1.2.2 镁铝合金热处理发展现状  11-16
  1.3 本课题研究的意义及目的  16
  1.4 本课题研究的主要内容  16-17
2 实验材料及方法  17-25
  2.1 实验材料  17
  2.2 DSC分析  17
  2.3 热处理工艺  17-20
  2.4 热处理设备  20
  2.5 组织分析  20-21
    2.5.1 金相分析  20
    2.5.2 断口截面分析  20
    2.5.3 X射线衍射分析  20-21
    2.5.4 扫描电镜分析  21
    2.5.5 透射电镜分析  21
  2.6 力学性能测定方法  21-23
    2.6.1 硬度测试实验  21
    2.6.2 拉伸实验  21-23
  2.7 实验路线  23-25
3 不同热处理工艺对β-Mg_(17)Al_(12)相析出形态的影响  25-41
  3.1 AZ91镁合金铸态组织  25-26
  3.2 固溶时效处理对β-Mg_(17)Al_(12)相析出形态的影响  26-28
  3.3 退火处理对β-Mg_(17)Al_(12)相析出形态的影响  28-31
    3.3.1 显微组织观察  28-30
    3.3.2 层片状p-Mg_(17)Al_(12)相的形核与生长  30-31
  3.4 球化处理对β-Mg_(17)Al_(12)相析出形态的影响  31-33
  3.5 复合热处理对z -Mg_(17)Al_(12)相析出形态的影响  33-36
  3.6 p-Mg_(17)Al_(12)相形态改变的热力学原理分析  36-39
  3.7 本章小结  39-41
4 β-Mg_(17)Al_(12)相的析出形态对AZ91镁合金力学性能的影响  41-53
  4.1 室温力学性能分析  41-42
  4.2 应力-应变曲线分析  42-45
  4.3 断口分析  45-48
  4.4 β-Mg_(17)Al_(12)相的析出形态对不同Al含量镁铝合金力学性能的影响  48-51
  4.5 本章小结  51-53
5 结论  53-55
致谢  55-57
参考文献  57-61
攻读硕士期间发表的论文  61

镁铝合金β-Mg_（17）Al_（12）相析出形态及力学性能的研究

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