原位合成制备Mg 2 Si/AZ31镁合金复合材料组织与性能的研究
发布时间：2024-03-17 14:06
镁合金具有诸多优良性能,使其在航天航空、汽车等交通工具行业、电子行业等很多国民经济和军事国防领域的应用日益扩大。但在许多应用领域,由于镁合金的绝对强度较低,达不到使用要求,限制其发展,在很多优势领域中,并没有大规模使用镁合金。研究开发高强度镁合金材料,是扩大镁合金材料在航天航空、军工及交通工具等领域应用的关键。现今,国内外高性能镁合金复合材料的制备工艺主要有普通铸造法,搅拌铸造法,挤压铸造,粉末冶金法,熔体浸渗法,大量开发的增强相被证明具有良好的强化作用,可以显著的提高镁合金材料的综合性能。采用多次循环塑性变形方法制备高性能镁合金材料,增强相在固相反应过程中原位形成,与基体相容性良好、界面结合强度高,可以显著提高多次循环塑性变形方法制备的镁合金材料的力学性能。通过多次循环塑性变形制备Si/AZ31复合胚体,原位固相反应形成Mg2Si/AZ31并通过挤压成型制备得到复合材料,本论文系统研究了复合材料的结构与力学性能,深入分析了不同塑性变形次数以及不同Mg2Si含量对Mg2Si/AZ31复合材料的微观组织、力学性能的影响;研究了复合材料的强化机制以及延伸率的影响因素,并讨论了Mg+Si→M...
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 镁基复合材料
1.2 镁基复合材料的制备方法
1.2.1 普通铸造法
1.2.2 搅拌铸造
1.2.3 挤压铸造
1.2.4 粉末冶金法
1.2.5 机械合金化法
1.2.6 熔体浸渗
1.2.7 DMD 法
1.2.8 自蔓延高温合成法
1.2.9 重熔稀释法
1.3 镁基复合材料的发展方向以及进一步探索的问题
1.4 本课题的研究内容、意义及方案设计
1.4.1 研究目的
1.4.2 研究内容
第2章 实验方法及过程
2.1 实验方案
2.2 合金熔炼
2.3 反复塑性变形制备方法
2.4 挤压成型工艺
2.5 分析方法
2.5.1 金相显微组织观察
2.5.2 合金晶粒尺寸的测量
2.5.3 X-射线衍射分析
2.5.4 扫描电镜观察与能谱分析
2.5.5 透射电镜样品制备与观察
2.5.6 DSC 分析
2.5.7 合金力学性能测试
第3章 Mg2Si 固相合成的反应机理
3.1 Mg 与Si 固相合成Mg2Si 的激活能
3.2 AZ31 与Si 固相合成Mg2Si 的激活能
3.2.1 非模型法计算Mg2Si 的激活能
3.2.2 模型法分析AZ31 与Si 的反应动力学
3.3 Mg2Si 固相反应机制
3.3.1 Mg2Si 的晶体结构
3.3.2 Mg2Si 的生长机制
3.4 本章小结
第4章 复合材料的微观组织与力学性能
4.1 复合材料的成分与工艺设计
4.1.1 合金基体的选择
4.1.2 增强相的选择
4.1.3 合成工艺选择
4.2 复合材料的组织与结构
4.2.1 X 射线衍射分析
4.2.2 金相组织观察与分析
4.2.3 SEM/EDS 分析
4.3 复合材料的力学性能
4.3.1 复合材料的显微硬度
4.3.2 复合材料的拉伸性能
4.3.3 Mg2Si/AZ31 复合材料的室温拉伸断口
4.4 本章小结
第5章 Mg2Si/AZ31 的组织形成规律与强化机理
5.1 Mg2Si/AZ31 复合材料的组织形成规律
5.1.1 多次循环塑性变形对复合材料组织的影响
5.1.2 热挤压对微观组织的影响
5.2 Mg2Si/AZ31 复合材料的强化机理
5.2.1 界面
5.2.2 晶粒细化
5.2.3 增强相作用
5.3 Mg2Si/AZ31 复合材料的延伸率影响因素
5.3.1 细晶作用
5.3.2 Mg2Si 增强相的作用
5.3.3 织构影响
5.3.4 镁合金的拉伸断裂机制
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢
本文编号：3931142
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 镁基复合材料
1.2 镁基复合材料的制备方法
1.2.1 普通铸造法
1.2.2 搅拌铸造
1.2.3 挤压铸造
1.2.4 粉末冶金法
1.2.5 机械合金化法
1.2.6 熔体浸渗
1.2.7 DMD 法
1.2.8 自蔓延高温合成法
1.2.9 重熔稀释法
1.3 镁基复合材料的发展方向以及进一步探索的问题
1.4 本课题的研究内容、意义及方案设计
1.4.1 研究目的
1.4.2 研究内容
第2章 实验方法及过程
2.1 实验方案
2.2 合金熔炼
2.3 反复塑性变形制备方法
2.4 挤压成型工艺
2.5 分析方法
2.5.1 金相显微组织观察
2.5.2 合金晶粒尺寸的测量
2.5.3 X-射线衍射分析
2.5.4 扫描电镜观察与能谱分析
2.5.5 透射电镜样品制备与观察
2.5.6 DSC 分析
2.5.7 合金力学性能测试
第3章 Mg2Si 固相合成的反应机理
3.1 Mg 与Si 固相合成Mg2Si 的激活能
3.2 AZ31 与Si 固相合成Mg2Si 的激活能
3.2.1 非模型法计算Mg2Si 的激活能
3.2.2 模型法分析AZ31 与Si 的反应动力学
3.3 Mg2Si 固相反应机制
3.3.1 Mg2Si 的晶体结构
3.3.2 Mg2Si 的生长机制
3.4 本章小结
第4章 复合材料的微观组织与力学性能
4.1 复合材料的成分与工艺设计
4.1.1 合金基体的选择
4.1.2 增强相的选择
4.1.3 合成工艺选择
4.2 复合材料的组织与结构
4.2.1 X 射线衍射分析
4.2.2 金相组织观察与分析
4.2.3 SEM/EDS 分析
4.3 复合材料的力学性能
4.3.1 复合材料的显微硬度
4.3.2 复合材料的拉伸性能
4.3.3 Mg2Si/AZ31 复合材料的室温拉伸断口
4.4 本章小结
第5章 Mg2Si/AZ31 的组织形成规律与强化机理
5.1 Mg2Si/AZ31 复合材料的组织形成规律
5.1.1 多次循环塑性变形对复合材料组织的影响
5.1.2 热挤压对微观组织的影响
5.2 Mg2Si/AZ31 复合材料的强化机理
5.2.1 界面
5.2.2 晶粒细化
5.2.3 增强相作用
5.3 Mg2Si/AZ31 复合材料的延伸率影响因素
5.3.1 细晶作用
5.3.2 Mg2Si 增强相的作用
5.3.3 织构影响
5.3.4 镁合金的拉伸断裂机制
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢
本文编号：3931142
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