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晶粒尺寸对AZ91合金固溶时效行为的影响

作　者: 王学玉
导　师: 周荣
学　校: 昆明理工大学
专　业: 材料加工工程
关键词: AZ91合金 晶粒尺寸 固溶处理 时效处理 析出相
分类号: TG156.92
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


镁合金的强化方式主要有固溶强化、时效强化和细晶强化等。论文把细晶强化和热处理强化这两种改善合金性能的方式有效的结合起来,研究了铸态晶粒尺寸对AZ91合金固溶时效组织的影响,并对析出相与合金力学性能的关系进行了分析。通过对固溶处理后AZ91合金的组织观察和显微硬度的测定发现,固溶处理可使晶界处的p-Mg17Al12相分解并融入到α-Mg基体中,合金晶粒尺寸越小,其固溶效率越高；在420℃固溶处理时,保温时间越长,p-Mg17Al12相溶解越彻底,基体α-Mg的晶粒有粗化现象,合金的显微硬度随固溶时间的延长呈逐渐降低的趋势；当固溶时间相同时,随着固溶温度的上升,合金的组织与显微硬度变化趋势与上述变化规律相同。对AZ91合金的时效组织和力学性能进行了研究,发现通过制定合理的热处理工艺,同时发挥细晶强化和时效强化的双重强化效果,可有效地提高AZ91合金的力学性能,缩短时效时间；晶粒尺寸越小,越有利于p相的连续析出,合金达到硬度峰值所用时间越短且硬度峰值越高；细晶AZ91合金在时效16h后达到硬度峰值,粗晶AZ91合金在时效60h后达到硬度峰值。高温时效有利于p相的连续析出,低温时效有利于p相的非连续析出；非连续析出的p相自身硬度高,但对合金强化其主要作用的是连续析出的p相。时效温度相同时,随着时间的延长,p相析出的数量逐渐增加；细晶AZ91合金连续析出的p相在基体中均匀析出,粗晶AZ91合金中连续析出的p相则由晶界逐步向晶内出现析出,非连续析出的p相则均在晶界处析出；如果连续析出相越多,则合金的显微硬度、抗拉强度与屈服强度就越高,但是合金的压缩率有所降低。采用双时效工艺(360℃时效10\20min+200℃时效12h)对AZ91合金进行时效处理,结果表明,合金的硬度、抗压强度和与屈服强度都比在200℃时效12h时效时有所提高,其力学性能与200℃时效16h时接近,缩短了时效时间；高温时效能促进p相的形核与生长,但长时间的高温时效会使p相尺寸粗大；在360℃高温时效时,粗晶AZ91的时效时间可延长到20min,细晶AZ91以10mmin为益；双时效处理能够改善合金的力学性能,缩短时效处理时间,提高工业生产效率。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章 绪论  8-18
  1.1 镁合金的特点及其应用  8-9
  1.2 镁合金的强韧化处理  9-12
    1.2.1 镁合金中的合金元素及其作用  9-10
    1.2.2 镁合金的强化机制  10-12
  1.3 镁合金的热处理强化  12-16
    1.3.1 镁合金的热处理类型  12-13
    1.3.2 镁合金的固溶处理  13-14
    1.3.3 镁合金的时效处理  14-15
    1.3.4 镁合金热处理工艺研究现状  15-16
  1.4 课题研究的意义及主要内容  16-17
  1.5 技术路线  17-18
第二章 材料的制备与分析方法  18-22
  2.1 合金的选定  18
  2.2 样品的制备  18-19
  2.3 热处理工艺的确定  19-21
    2.3.1 固溶处理工艺参数  19-20
    2.3.2 时效处理工艺参数  20-21
  2.4 性能测定方法  21
    2.4.1 显微硬度的测定  21
    2.4.2 压缩性能测定  21
  2.5 显微组织观察  21-22
第三章 固溶处理对AZ91合金显微组织和硬度的影响  22-34
  3.1 AZ91合金的铸态组织观察  22-23
  3.2 晶粒尺寸对AZ91合金铸态力学性能的影响  23-25
  3.3 晶粒尺寸对AZ91合金固溶效果的影响  25-32
    3.3.1 固溶温度的影响  25-29
    3.3.2 固溶时间的影响  29-32
  3.4 本章小结  32-34
第四章 时效处理对AZ91合金显微组织和力学性能的影响  34-56
  4.1 时效处理对AZ91合金显微组织的影响  34-35
  4.2 晶粒尺寸对AZ91合金时效组织和力学性能的影响  35-37
    4.2.1 晶粒尺寸对时效态AZ91合金显微组织的影响  35-36
    4.2.2 晶粒尺寸对时效态AZ91合金力学性能的影响  36-37
  4.3 时效温度对AZ91合金显微组织和硬度的影响  37-44
    4.3.1 高温时效对AZ91合金显微组织和硬度的影响  38-40
    4.3.2 时效温度对AZ91合金显微组织和硬度的影响  40-44
  4.4 时效时间对AZ91合金显微组织和力学性能的影响  44-48
    4.4.1 时效时间对AZ91合金显微组织的影响  44-47
    4.4.2 时效时间对AZ91合金力学性能的影响  47-48
  4.5 分析与讨论  48-53
    4.5.1 连续析出的β相形核与生长  49-50
    4.5.2 非连续析出的β相形核与生长  50-52
    4.5.3 析出相对合金显微硬度的影响  52-53
  4.6 本章小结  53-56
第五章 双时效工艺对AZ91合金显微组织和力学性能的影响  56-62
  5.1 双时效工艺的制定  56
  5.2 双时效工艺对AZ91合金显微组织的影响  56-58
  5.3 双时效工艺对AZ91合金力学性能的影响  58-59
  5.4 分析与讨论  59-60
  5.5 本章小结  60-62
第六章 结论  62-64
参考文献  64-68
致谢  68-69
附录  69

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属学与热处理 > 热处理 > 热处理工艺 > 特殊热处理 > 时效处理
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