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AZ91-x镁合金显微组织和力学性能研究

作　者: 裴利霞
导　师: 张金山
学　校: 太原理工大学
专　业: 材料加工工程
关键词: AZ91镁合金准晶中间合金力学性能强韧化机理耐热性能
分类号: TG113
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

镁合金是目前实际应用中最轻的金属结构材料，具有密度小，比强度和比刚度高，阻尼性，切削加工性能和铸造性能好等优点，因此，越来越多的镁合金产品已用于汽车、通讯和航天工业中。其中，得到最广泛应用的就是AZ91镁合金。作为汽车轻量化的主要零部件之一的汽车轮毂的服役条件决定其必须具有较高的强度和韧性，AZ91的强度较高，基本可以足汽车轮毂的强度要求，但韧性不足。另外，目前AZ91合金的抗蠕变性能差，长期工作温度不超过120℃，使其无法用于制造对高温蠕变性能要求较高的汽车传动部件，因此开发低成本并且具有良好的室温及高温性能的新型镁合金就非常重要了。本文采用光学显微镜（OM）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）／能量散射光谱（EDS）、透射电子显微镜（TEM）、硬度、冲击韧性以及拉伸性能测试等分析手段，系统地研究了添加不同含量的稀土元素镧和准晶中间合金以及热处理工艺对AZ91合金的显微组织与力学性能的影响。添加稀土元素镧研究结果表明：加入稀土元素镧的AZ91合金铸态显微组织由基体a-Mg固溶体、β-Mg₁₇Al₁₂相和针状的Al₁₁La₃相组成，只是β-Mg₁₇Al₁₂相数量减少，且基体组织明显细化；大部分镧与铝结合生成高

全文目录

第一章绪论  14-30
  1.1 镁合金的研究现状  14-18
    1.1.1 镁合金材料的研制开发  14-16
    1.1.2 镁合金的应用现状  16-18
  1.2 镁合金耐热性的研究  18-25
    1.2.1 目前国内外开发的耐热镁合金系  18-22
      1.2.1.1 Mg-Al系合金  18-21
      1.2.1.2 Mg-Zn系合金  21
      1.2.1.3 Mg-RE系合金  21
      1.2.1.4 其它镁合金系  21-22
      1.2.1.5 镁基复合材料  22
    1.2.2 镁合金的蠕变机理及提高抗蠕变的方法  22-25
      1.2.2.1 镁合金的蠕变机理  23
      1.2.2.2 提高镁合金高温蠕变性能的措施  23-25
  1.3 稀土在耐热镁合金中的应用  25-26
  1.4 镁基准晶中间合金的应用  26-28
  1.5 本课题的研究目的和意义  28-30
第二章实验方案及内容  30-37
  2.1 合金的选定  30-31
  2.2 研究目标及内容  31-32
  2.3 实验方法及过程  32-34
    2.3.1 合金的熔炼  32
    2.3.2 热处理工艺的确定及过程  32-34
  2.4 分析测试  34-36
    2.4.1 显微组织分析  34-35
    2.4.2 力学性能测试  35-36
  2.5 技术路线  36-37
第三章稀土元素镧对AZ91组织与性能的影响  37-46
  3.1 引言  37
  3.2 稀土元素镧对AZ91合金铸态组织的影响  37-40
  3.3 稀土元素镧对AZ91合金铸态力学性能的影响  40-42
    3.3.1 稀土元素镧对AZ91合金硬度的影响  40-41
    3.3.2 稀土元素镧对AZ91合金冲击韧性和拉伸性能的影响  41-42
  3.4 热处理对AZ91-La合金组织与硬度的影响  42-44
    3.4.1 热处理对AZ91-La合金组织的影响  43-44
    3.4.2 热处理对AZ91-La合金硬度的影响  44
  3.5 小结  44-46
第四章准晶对AZ91合金组织及性能的影响  46-73
  4.1 引言  46
  4.2 Mg-Zn-Y准晶中间合金对AZ91组织与性能的影响  46-52
    4.2.1 Mg-Zn-Y准晶中间合金对AZ91组织的影响  46-49
      4.2.1.1 Mg-Zn-Y基准晶中间合金的组织特征  46-47
      4.2.1.2 Mg-Zn-Y基准晶中间合金对AZ91显微组织的影响  47-49
    4.2.2 Mg-Zn-Y准晶中间合金对AZ91合金力学性能的影响  49-52
  4.3 Mg-Zn-Y-Ca准晶中间合金对AZ91组织与性能的影响  52-57
    4.3.1 Mg-Zn-Y-Ca准晶中间合金对AZ91组织的影响  52-54
      4.3.1.1 Mg-Zn-Y-Ca准晶中间合金的组织特征  52
      4.3.1.2 Mg-Zn-Y-Ca准晶中间合金对AZ91显微组织的影响  52-54
    4.3.2 Mg-Zn-Y-Ca准晶中间合金对AZ91合金力学性能的影响  54-57
  4.4 Mg-Zn-Y-Mn准晶中间合金对AZ91合金组织与性能的影响  57-65
    4.4.1 Mg-Zn-Y-Mn准晶中间合金对AZ91合金组织的影响  57-59
      4.4.1.1 Mg-Zn-Y-Mn准晶中间合金的组织特征  57-58
      4.4.1.2 Mg-Zn-Y-Mn准晶中间合金对AZ91合金显微组织的影响  58-59
    4.4.2 Mg-zn-Y-Mn准晶中间合金对AZ91力学性能的影响  59-63
    4.4.3 Mg-Zn-Y-Mn中间合金对AZ91镁合金的强韧化机制分析  63-65
  4.5 热处理对AZ91-MZYX(X=0,Ca,Mn)组织与性能的影响  65-71
    4.5.1 热处理对AZ91-MZYX(X=0,Ca,Mn)组织的影响  65-69
    4.5.2 热处理对AZ91-MZYX(X=0,Ca,Mn)拉伸力学性能的影响  69-71
  4.6 小结  71-73
第五章结论  73-82
致谢  82-83
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AZ91-x镁合金显微组织和力学性能研究

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