复合改性AM60镁合金高温蠕变性能研究

发布时间：2021-10-09 14:20

　　镁合金在汽车工业中应用十分广泛,AM60镁合金主要应用在座椅框架、仪表盘基座和发动机阀盖等重要零部件上,但由于AM60镁合金高温蠕变性能较差,因而只能在150℃以下使用。高温蠕变性能已经成为AM60镁合金发展遭遇的“瓶颈”,如何提升AM60镁合金高温蠕变性能是当下亟待解决的关键科学问题。针对镁合金蠕变行为研究发现,原子扩散、位错运动和晶界滑移是镁合金的主要高温蠕变机制。此外,晶界上低熔点的共晶相的稳定性也显著影响镁合金蠕变性能。本文以AM60镁合金为研究对象,开展镁合金蠕变机制研究,在此基础上采用合金元素复合改性的方法提升AM60镁合金抗蠕变性能。AM60铸造镁合金在150℃和175℃下主要为晶界滑移型蠕变,热稳定性差的共晶相有利于晶界滑移,这是AM60合金高温性能差的主要原因。稀土Ce改性提升了AM60镁合金高温蠕变性能。基于固溶强化原理,添加1.0 wt.%的稀土Ce强烈抑制了合金中热稳定性差的β-Mg₁₇Al₁₂相形成,并在基体中析出强度高且热稳定性好的细针状Al11Ce3相,阻碍和减缓了蠕变过程中的晶界滑移,使AM60-1Ce合金的稳... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：149 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 镁合金特性
        1.2.1 镁和镁合金
        1.2.2 镁合金的优点
        1.2.3 镁合金的缺点
    1.3 镁合金发展
        1.3.1 镁合金的分类
        1.3.2 镁合金的应用
        1.3.3 稀土镁合金的特点
    1.4 镁合金蠕变
        1.4.1 材料的蠕变
        1.4.2 蠕变变形及断裂机理
        1.4.3 镁合金的抗蠕变强化
    1.5 抗蠕变镁合金的研究现状和应用
        1.5.1 Mg-Al系合金
        1.5.2 Mg-Zn系合金
        1.5.3 Mg-Re系合金
    1.6 选题意义和主要研究内容
        1.6.1 选题意义
        1.6.2 主要研究内容
第2章 实验设备及方法
    2.1 引言
    2.2 实验合金的制备
        2.2.1 实验合金的成分设计
        2.2.2 实验合金的熔炼制备
        2.2.3 热处理过程
        2.2.4 热挤压试样的制备
    2.3 合金组织观察和分析
        2.3.1 金相显微观察(OM)
        2.3.2 扫描电镜显微观察(SEM)
        2.3.3 X-射线衍射物像分析(XRD)
        2.3.4 差示扫描量热法(DSC)
    2.4 合金的性能测试
        2.4.1 显微硬度
        2.4.2 宏观硬度
        2.4.3 室温拉伸
        2.4.4 高温蠕变
第3章 Ce、Ca对 AM60 微观组织和力学性能的影响
    3.1 引言
    3.2 合金成分测定
    3.3 Ce对 AM60-1Ce镁合金微观组织和力学性能的影响
        3.3.1 稀土Ce对 AM60-1Ce镁合金微观组织的影响
        3.3.2 稀土Ce对 AM60-1Ce镁合金力学性能的影响
    3.4 Ca对 AM60-1Ce-xCa镁合金微观组织和力学性能的影响
        3.4.1 碱土Ca对 AM60-1Ce-xCa镁合金显微组织的影响
        3.4.2 碱土Ca对 AM60-1Ce-xCa镁合金力学性能的影响
    3.5 本章小结
第4章 Ce、Ca对 AM60 镁合金高温蠕变性能的影响
    4.1 引言
    4.2 Ce对 AM60-1Ce镁合金高温蠕变性能的影响
    4.3 Ca对 AM60-1Ce-xCa镁合金高温蠕变性能的影响
    4.4 Ce、Ca对 AM60 系列镁合金高温蠕变机制的影响
        4.4.1 AM60 镁合金的高温蠕变机制
        4.4.2 AM60-1Ce镁合金的高温蠕变机制
        4.4.3 AM60-1Ce-1.5Ca镁合金的高温蠕变机制
    4.5 本章小结
第5章 热处理对AM60-1Ce-xCa系列镁合金的影响
    5.1 热处理工艺
    5.2 热处理对AM60-1Ce-xCa合金显微组织的影响
        5.2.1 T4 处理对合金显微组织的影响
        5.2.2 T6 处理对合金显微组织的影响
    5.3 热处理对合金力学性能的影响
        5.3.1 热处理对合金常温拉伸性能的影响
        5.3.2 热处理对AM60-1Ce-1.5Ca镁合金硬度的影响
    5.4 热处理对AM60-1Ce-1.5Ca镁合金高温蠕变性能的影响
    5.5 本章小结
第6章 Gd对 AM60-1Ce-1.5Ca镁合金微观组织的影响
    6.1 引言
    6.2 稀土Gd对 AM60 铸造镁合金微观组织的影响
        6.2.1 AM60-1Ce-1.5Ca-xGd铸态镁合金的微观组织
        6.2.2 AM60-1Ce-1.5Ca-xGd铸态镁合金的常温力学性能
    6.3 稀土Gd对 AM60-1Ce-1.5Ca热挤压态镁合金组织的影响
        6.3.1 AM60-1Ce-1.5Ca-xGd热挤压态镁合金的微观组织
        6.3.2 AM60-1Ce-1.5Ca-xGd热挤压态镁合金的常温力学性能
    6.4 本章小结
第7章 结论
参考文献
作者简介及学术成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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本文编号：3426557