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粗镁直接熔炼AM50镁合金中的夹杂物分析

作　者: 董媛
导　师: 刘正；毛萍莉；王越
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 材料学
关键词: 粗镁 熔炼 AM50镁合金 夹杂物 力学性能
分类号: TF822
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


目前,传统镁合金生产是以粗镁精炼后的镁锭为原料,需经两次熔化,能源浪费大,烧损严重,熔剂消耗量大,生产成本高。本文以粗镁为原料,严格控制其中的夹杂物,直接熔炼成AM50镁合金。省去了传统工艺中“熔炼精镁锭”、“精镁锭储存”、“精镁锭运输(异地生产)”、“精镁锭合金化”四个过程,达到了减少工艺环节,缩短工艺流程,提高生产效率,降低生产成本和节能减排的目的。本文采用SF6、N2混合气体保护,在740℃精炼,加入2wt%~3wt%的精炼剂,通过机械搅拌、超声波搅拌等手段细化晶粒,以及吹氩精炼、铁丝网过滤等手段去除夹杂物,最后在720℃进行浇注。通过无过滤及铁丝网过滤粗镁熔炼AM50镁合金与商用AM50镁合金的对比,研究夹杂物对拉伸性能、冲击性能以及耐腐蚀性能的影响,并对夹杂物的大小形状所含元素进行分析。实验结果表明:AM50镁合金中夹杂物有六边形、圆形、针状、棒状、团絮状球、哑铃状等不规则形状呈簇状分布。夹杂物以镁的氧化物夹杂最为常见一般含有Mg、C、O、Si、Fe、Al、Mn、Ca等元素。过滤后粗镁直接熔炼AM50镁合金性能得到明显提高。拉伸强度达到183.82MPa,伸长率为7.75%,冲击韧性为8.494J/cm~2,无过滤熔炼的粗镁直接熔炼AM50镁合金,拉伸强度只有166.98MPa,伸长率为7.15%,冲击韧性为6.69J/cm~2;商用AM50镁合金拉伸强度为184.44Mpa,伸长率为7.8%,冲击韧性为8.374J/cm~2。无过滤AM50镁合金的平均腐蚀速率与商用镁合金的平均腐蚀速率的比值为1,是过滤AM50镁合金的1.65倍。AM50合金的腐蚀速率随腐蚀时间的延长而逐渐增大。通过过滤手段粗镁熔炼的AM50镁合金性能达到商用AM50镁合金的性能要求。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章 绪论  10-21
  1.1 镁合金的特点  10-11
  1.2 镁合金分类及牌号  11
  1.3 镁合金的应用  11-13
  1.4 夹杂物的气体和夹杂物  13-14
    1.4.1 气体夹杂来源及存在形式  13
    1.4.2 夹杂物的来源  13-14
  1.5 夹杂物的类别及对镁合金性能的危害  14-15
    1.5.1 夹杂物的分类  14
    1.5.2 夹杂物的对镁合金性能的危害  14-15
  1.6 镁合金熔体中夹杂物的控制  15-17
    1.6.1 沉降法  15
    1.6.2 熔剂净化除杂法  15-16
    1.6.3 吹气净化除杂法  16
    1.6.4 过滤法除杂  16-17
  1.7 镁合金研究状况及发展动态  17-19
    1.7.1 镁合金国内发展状况  17-18
    1.7.2 镁合金国外发展状况  18-19
  1.8 本课题的目的及意义  19-21
第二章 实验设备及实验方法  21-31
  2.1 实验主要设备及材料  21-24
    2.1.1 实验设备  21-23
    2.1.2 试验材料  23
    2.1.3 辅助材料  23-24
  2.2 试验过程  24-26
    2.2.1 合金熔炼  24-25
    2.2.2 试验流程图  25-26
  2.3 合金含量计算  26-27
  2.4 性能测试  27-31
    2.4.1 金相分析  27
    2.4.2 硬度试验  27-28
    2.4.3 拉伸试验  28
    2.4.4 冲击试验  28
    2.4.5 盐雾试验  28-30
    2.4.6 扫描电镜及能谱分析  30-31
第三章 夹杂物去除方法的研究  31-38
  3.1 温度的控制  31-33
    3.1.1 熔炼温度控制  31
    3.1.2 浇注温度的设定  31-33
  3.2 气体保护  33-34
  3.3 精炼剂精炼  34
  3.4 吹氩除渣  34-35
  3.5 超声波搅拌细化晶粒  35-36
  3.6 过滤法除渣  36-38
第四章 夹杂物对镁合金力学性能的影响  38-52
  4.1 金相分析  38-39
  4.2 拉伸性能及其断口分析  39-40
  4.3 冲击性能及其断口分析  40-44
  4.4 盐雾试验分析  44-46
  4.5 扫描电镜及能谱分析  46-52
第五章 结论  52-53
参考文献  53-56
在学研究成果  56-57
致谢  57

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中图分类: > 工业技术 > 冶金工业 > 有色金属冶炼 > 轻金属冶炼 > 镁
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