ZA73镁合金组织与性能研究
发布时间：2020-07-21 20:40
【摘要】： Mg-Zn-Al(ZA)系列镁合金具有铸造性能优良、耐热性能好、成本低等特点,被认为是很有发展前途的镁合金系列。低合金化的ZA73镁合金除了具有ZA系列合金的优点外,还具有较低比重,深入研究ZA73镁合金组织与性能具有较强的实际意义。 本文通过金相(OM)、X-射线衍射分析(XRD)、差热分析(DSC)、扫描电镜(SEM+EDS)和透射电镜(TEM)等实验手段研究了ZA73及其改性合金铸态、热处理态、热模拟后和挤压态的显微组织,并结合力学性能试验、热模拟试验(Gleeble-1500)研究了显微组织、力学性能及成形行为间的关系。 研究结果表明,ZA73镁合金铸态组织中存在大量共晶组织,显微组织主要由α-Mg相和τ相[Mg32(Al,Zn)49]组成,大部分沿晶界半连续分布。经过固溶和时效处理后,合金中的主要第二相依然为τ相,但形态、数量和分布发生改变:固溶20h后,τ相几乎全部溶解,但时效后晶界析出较多τ相;固溶50h后时效,晶界析出τ相极少,大部分在晶内析出,且尺寸细小。固溶时效后,ZA73镁合金的室温力学性能提高,但高温力学性能降低。 添加稀土Er进行微合金化后,晶界半连续分布的τ相变为颗粒状或球状,并且合金中有细小颗粒状Er-Al化合物生成。半连续铸造ZA73镁合金的室温力学性能随着稀土Er含量的增加出现峰值,峰值时稀土Er含量为0.7%。金属型铸造ZA73镁合金的高温抗拉强度随着稀土Er含量的增加而增加,伸长率在添加0.4%Er时出现峰值;高温下拉伸变形,合金的强度并不随温度的增高而连续降低,而是在温度为150℃拉伸变形时强度出现峰值。 变形温度和应变速率是影响ZA73及其改性合金流变应力和塑性的关键参数:应变速率一定时,流变应力随温度的增加而降低;温度一定时,流变应力随应变速率的提高而增加。稀土Er的加入可以提高合金低应变速率下变形的热塑性。在200~250℃范围内变形时,ZA73镁合金铸态枝晶网状组织特征消失,第二相化合物呈颗粒状弥散分布于基体中,尺寸明显细化;300℃变形时,低应变速率下合金组织明显粗化。细小第二相粒子增多和组织粗化导致合金热塑性降低。较高的应变速率和较高的温度有利于合金的热变形。 在350℃和较高应变速率(约0.1S~(-1))下顺利挤出了表面质量优良的棒材,其抗拉强度达355MPa,延伸率仍保持19%,晶粒尺寸细化至2～7μm。
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TG146.22
【图文】：
3图1.1 金属镁的晶体结构Fig1.1 The crystal structure of Magnesium镁在现代工业中应用较广，主要有如下几个方面[11,13]：① 作为生产难熔金属如 Ti、Zr、Hf 等的还原剂，也可作为生产 Bi、B 的还原剂（BeF2+Mg=Be+MgF2，B2O3+3Mg=2B+3MgO）；② 作为生产球墨铸铁的球化剂：生铁中加镁，可以使铁中鳞片状石墨体球化，生铁的强度增加 1-3 倍，它的液体流动性增加 0.5~1 倍。③ 作为生产优质钢的脱硫剂：用颗粒镁脱去高炉生铁中的硫，不仅工艺简单，而且效果好。改善了钢的可铸性、延展性、焊接性和冲击韧性，并且降低了结构件的比重。④ 镁可用于铅和锡的脱铋（生成 Bi2Mg3）；⑤ 用于制取铝合金：用镁作为铝合金的添加剂是镁的最大用户
废气排放和燃油成本；2.重量减轻可以增加车辆的装载能力和有效载荷，同时可善刹车和加速性能；3.可以极大改善车辆的噪音、振动现象。此外，镁合金具有异的变形及能量吸收能力，大大提高了汽车的安全性能；镁合金压铸件具有一成型的优势，可以将原来多种部件组合一次成型，大大提高生产率，同时减少造和装配误差，减少部件间的摩擦和振动，降低车辆噪音。
镁合金 3C 产品最早出现于日本，1998 年，日本厂商开始在各种可携式商品（如 PDA、手机等）采用镁合金材质。日本东芝便携式电脑外壳上原先的 ABS塑料件改为镁合金压铸件后，尺寸精度、刚度和散热性都获得了改善。索尼数字式便携式摄像机壳体已经应用了镁合金薄壁、复杂形状零件。摄像机镁合金外壳紧凑、强度高，且手感好。如今运用镁合金最普遍的 3C 产品是笔记本电脑，也是由日本索尼公司率先推出的。美国芝加哥 White Metal Casting 公司用 AZ91 镁合金生产的雷达定位器壳体压铸件，重量与原先的塑料壳体相等，而其刚性、强度和耐冲击性均大有改善。在移动通讯方面，将镁合金用于制造移动电话外壳，可提高移动电话的通讯质量，同时还能减少电磁波对人体的伤害。除此之外，采用镁合金外壳，可以提高刚度和强度，不易摔坏，满足了轻巧、美观、实用的要求。图 1.3 为部分镁合金 3C 产品。
本文编号：2764781
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TG146.22
【图文】：
3图1.1 金属镁的晶体结构Fig1.1 The crystal structure of Magnesium镁在现代工业中应用较广，主要有如下几个方面[11,13]：① 作为生产难熔金属如 Ti、Zr、Hf 等的还原剂，也可作为生产 Bi、B 的还原剂（BeF2+Mg=Be+MgF2，B2O3+3Mg=2B+3MgO）；② 作为生产球墨铸铁的球化剂：生铁中加镁，可以使铁中鳞片状石墨体球化，生铁的强度增加 1-3 倍，它的液体流动性增加 0.5~1 倍。③ 作为生产优质钢的脱硫剂：用颗粒镁脱去高炉生铁中的硫，不仅工艺简单，而且效果好。改善了钢的可铸性、延展性、焊接性和冲击韧性，并且降低了结构件的比重。④ 镁可用于铅和锡的脱铋（生成 Bi2Mg3）；⑤ 用于制取铝合金：用镁作为铝合金的添加剂是镁的最大用户
废气排放和燃油成本；2.重量减轻可以增加车辆的装载能力和有效载荷，同时可善刹车和加速性能；3.可以极大改善车辆的噪音、振动现象。此外，镁合金具有异的变形及能量吸收能力，大大提高了汽车的安全性能；镁合金压铸件具有一成型的优势，可以将原来多种部件组合一次成型，大大提高生产率，同时减少造和装配误差，减少部件间的摩擦和振动，降低车辆噪音。
镁合金 3C 产品最早出现于日本，1998 年，日本厂商开始在各种可携式商品（如 PDA、手机等）采用镁合金材质。日本东芝便携式电脑外壳上原先的 ABS塑料件改为镁合金压铸件后，尺寸精度、刚度和散热性都获得了改善。索尼数字式便携式摄像机壳体已经应用了镁合金薄壁、复杂形状零件。摄像机镁合金外壳紧凑、强度高，且手感好。如今运用镁合金最普遍的 3C 产品是笔记本电脑，也是由日本索尼公司率先推出的。美国芝加哥 White Metal Casting 公司用 AZ91 镁合金生产的雷达定位器壳体压铸件，重量与原先的塑料壳体相等，而其刚性、强度和耐冲击性均大有改善。在移动通讯方面，将镁合金用于制造移动电话外壳，可提高移动电话的通讯质量，同时还能减少电磁波对人体的伤害。除此之外，采用镁合金外壳，可以提高刚度和强度，不易摔坏，满足了轻巧、美观、实用的要求。图 1.3 为部分镁合金 3C 产品。
【引证文献】
相关博士学位论文 前1条
1 冯凯;Mg-Zn-Al新型镁合金开发及半固态触变成形[D];兰州理工大学;2013年
本文编号：2764781
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