高压扭转（HPT）制备Mg/Al复合板的显微组织与性能研究

发布时间：2021-10-02 02:06

　　本文采用高压扭转（HPT）制备了Mg/Al双层复合板材。利用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、背散射电子衍射（EBSD）技术分析了HPT变形后Mg/Al复合板截面以及界面的组织,研究了Mg、Al层靠近界面处的晶粒细化、界面形貌以及界面中间相的产生机理;采用显微维氏硬度计、纳米压痕仪测试了复合板Mg层、Al层和界面的硬度,并与HPT后的单层Mg、单层Al板进行了对比,综合分析了Mg、Al层的结合性能;通过微拉伸技术测试了复合板的拉伸性能;通过纳米压痕仪测试了复合板Mg层、Al层和界面的断裂韧性;利用闪光法测量了Mg/Al复合板在30²10℃的高温热扩散系数和热导率,并与纯Mg、纯Al板进行比较,揭示了温度与变形量对复合板热导率的影响。显微组织分析结果表明,HPT制备的Mg/Al复合板材的Mg、Al层具有超细晶组织,Mg、Al层晶粒尺寸随HPT变形量的增加而减小,变形量较小时,Mg、Al层晶粒尺寸分布不均,随着变形量的增大,Mg、Al层晶粒尺寸趋于均匀且尺寸趋于稳定。Mg/Al界面形貌随着变形量的逐渐增加,由平直逐渐变为曲折,Mg... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 常见金属复合板材的制备方法
    1.3 高压扭转法的原理及应用
        1.3.1 高压扭转法的原理
        1.3.2 高压扭转在Mg及其合金上的应用
        1.3.3 高压扭转在Al及其合金上的应用
    1.4 利用压痕测试法测试材料的断裂韧性
    1.5 纯镁和镁合金的热导率
    1.6 本文研究内容
第2章 试验材料与研究方法
    2.1 试验材料
    2.2 原始轧制态纯Mg板材的制备
    2.3 高压扭转复合板材的制备
    2.4 高压扭转制备的Mg/Al复合板组织与性能表征
        2.4.1 光学显微组织分析
        2.4.2 SEM显微组织观察与能谱分析
        2.4.3 TEM显微组织分析
        2.4.4 显微硬度测试
        2.4.5 拉伸性能测试
        2.4.6 断裂韧性测试
        2.4.7 热导率测试
第3章 HPT制备Mg/Al复合板的显微组织
    3.1 引言
    3.2 铸态纯Mg及轧制态纯Mg的显微组织分析
    3.3 Mg/Al复合板的光学显微组织分析
    3.4 Mg/Al复合板界面附近的EBSD分析
    3.5 Mg/Al复合板界面形貌的演变规律
    3.6 Mg/Al复合板界面处的显微组织分析
    3.7 Mg/Al复合板界面中间相的形成机理
    3.8 本章小结
第4章 HPT制备Mg/Al复合板的力学性能
    4.1 引言
    4.2 轧制纯镁、纯铝板的显微硬度
    4.3 Mg/Al复合板截面硬度分布
    4.4 复合板整体拉伸性能
        4.4.1 常规尺寸与小尺寸拉伸试验的比较
        4.4.2 Mg/Al复合板的拉伸性能测试
    4.5 Mg/Al复合板断口显微组织分析
    4.6 纳米压痕法测试材料断裂韧性
        4.6.1 纳米压痕法测试Mg-Zn-Ca合金断裂韧性
        4.6.2 三点弯曲法测试Mg-Zn-Ca合金断裂韧性
        4.6.3 纳米压痕法测试Mg/Al复合板断裂韧性
    4.7 Mg/Al复合板界面附近区域力学性能分析
        4.7.1 复合板界面附近显微维氏硬度测试
        4.7.2 复合板界面附近纳米压痕测试
    4.8 本章小结
第5章 HPT制备Mg/Al复合板的导热性能
    5.1 引言
    5.2 轧制纯Mg、纯Al板的热导率
        5.2.1 轧制纯Mg板的热导率
        5.2.2 轧制纯Al板的热导率
    5.3 Mg/Al复合板的热导率
        5.3.1 Mg/Al复合板的密度
        5.3.2 Mg/Al复合板的比热容
        5.3.3 Mg/Al复合板的热扩散系数
        5.3.4 Mg/Al复合板的热导率
    5.4 Mg/Al复合板热导率与其显微组织的关系
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢



本文编号：3417793