AZ91D镁合金激光冲击纳米化强化机理及其性能研究

发布时间：2017-03-24 00:07

  本文关键词：AZ91D镁合金激光冲击纳米化强化机理及其性能研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：激光冲击表层纳米化作为激光冲击强化技术的一种延伸,是激光冲击研究的新领域。它提高了金属材料表层的综合机械性能,特别是金属的强度、微观硬度和抗腐蚀能力等性能。金属的综合机械性能和微观组织结构之间的关系十分紧密。所以,对金属的综合机械性能在激光冲击强化后的改变以及微观结构变化趋势,以及激光冲击纳米化的形成机制的研究是非常必要的。本文以AZ91D镁合金作为研究对象,分析并研究了激光冲击纳米化对AZ91D镁合金的综合机械性能和表面形貌的影响,表面纳米化的形成过程和形成机制以及AZ91D镁合金的热稳定性能和抗腐蚀性能,主要研究成果如下:(1)研究了激光冲击强化,分析了其中的影响因素,并且阐述了晶粒纳米化和晶界、位错的关系;验证了表面纳米化在激光冲击下的可行性,获得了激光冲击AZ91D镁合金的合理工艺参数。(2)分析激光冲击纳米化条件下AZ91D镁合金的表面形貌、粗糙度和显微硬度,并观察了表面的微观组织,总结获得AZ91D镁合金表面纳米化的形成。(3)阐述了激光冲击AZ91D镁合金表面纳米化的机理:激光冲击促使位错在组织内的滑移造成了位错之间的互相缠结,导致应力集中,从而产生了组织内部的机械孪生;材料发生细化的晶粒内部,形成了网状结构的位错胞和大小不一的位错缠结;位错缠结进一步向小角度、取向随机的亚晶界变化,粗大晶粒由此被分化为细小的亚晶粒:在连续吸附位错的基础上亚晶界开始向大角度的晶界转化,纳米晶也随着形成。分析并获得微观演变与宏观性能之间的关系,结果表明宏观硬度的变化是由位错的密度变化和晶粒结构变化引起的。(4)研究表明了AZ91D镁合金表层纳米晶在300°C之前表现出良好的热稳定性能。纳米晶的本征结构、合金元素和成分组成、冷作硬化率及晶体缺陷这四大因素使得镁合金在激光冲击后保持良好的热稳定性能。(5)探究了AZ91D镁合金表层纳米晶在3.5%NaCl电解质中的抗腐蚀性能。从宏观和微观形貌方面证明了纳米化后的AZ91D镁合金的抗腐蚀能力获得提升,并从理论上分析了抗腐蚀能力的提高原因。
【关键词】：表层纳米化 激光冲击强化 AZ91D镁合金 纳米化机制 热稳定性能 抗腐蚀能力
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG146.22;TG665
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 绪论11-21
• 1.1 研究背景11-13
• 1.2 AZ91D镁合金概述13-17
• 1.3 国内外激光冲击镁合金表面纳米化的研究17-18
• 1.4 本课题的选题意义和研究内容18-21
• 1.4.1 选题意义18-19
• 1.4.2 研究内容19-21
• 第二章 激光冲击表面纳米化技术21-30
• 2.1 引言21
• 2.2 金属材料的表面纳米化21-23
• 2.2.1 表面涂层或沉积纳米化21-22
• 2.2.2 表面自身纳米化22-23
• 2.2.3 混合纳米化23
• 2.3 激光冲击处理诱导的表面纳米化23-28
• 2.3.1 激光冲击表面纳米化23-25
• 2.3.2 激光冲击纳米化的影响因素25-27
• 2.3.3 激光冲击纳米化材料微观组织研究理论基础27-28
• 2.4 本章小结28-30
• 第三章 激光冲击处理诱导AZ91D镁合金表面纳米化机理研究30-43
• 3.1 引言30
• 3.2 实验过程30-33
• 3.2.1 试样制备30-31
• 3.2.2 实验仪器31-33
• 3.3 结果与分析33-41
• 3.3.1 表面形貌和粗糙度分析33-34
• 3.3.2 微观硬度变化与分析34-37
• 3.3.3 AZ91D镁合金的微观结构37-40
• 3.3.4 微观演变和宏观性能之间的关系40-41
• 3.4 本章小结41-43
• 第四章 AZ91D镁合金表面纳米晶的热稳定性能研究43-53
• 4.1 引言43
• 4.2 实验过程43-46
• 4.2.1 试样制备43-45
• 4.2.2 试样检测45-46
• 4.3 结果与分析46-52
• 4.3.1 激光冲击后表面层的微观特征46-47
• 4.3.2 表面纳米晶的热稳定性能47-51
• 4.3.3 激光冲击后表面纳米晶的热稳定性机理51-52
• 4.4 本章小结52-53
• 第五章 AZ91D镁合金表面纳米晶的抗腐蚀性能研究53-65
• 5.1 引言53
• 5.2 实验过程53-56
• 5.2.1 试样制备53-54
• 5.2.2 试样检测54-56
• 5.3 结果与分析56-63
• 5.3.1 表面纳米化的微观组织56-57
• 5.3.2 电化学腐蚀的宏观形貌57
• 5.3.3 电化学腐蚀的微观形貌57-60
• 5.3.4 电化学曲线分析60-63
• 5.4 本章小结63-65
• 第六章 总结和展望65-67
• 6.1 总结65-66
• 6.2 展望66-67
• 参考文献67-73
• 致谢73-74
• 攻读硕士学位期间发表的论文与科研情况74

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张涛,李瑛,王福会;AZ91D镁合金手汗腐蚀机理研究 Ⅲ乳酸对AZ91D镁合金的腐蚀机制[J];中国腐蚀与防护学报;2004年06期

2 徐哲;席慧智;姜鹏;李明;;AZ91D镁合金热扩渗涂层研究[J];稀有金属材料与工程;2007年S2期

3 张道军;邵红红;蒋小燕;;前处理工艺对AZ91D镁合金直接化学镀的影响[J];腐蚀与防护;2008年07期

4 夏兰廷;李晋英;王荣峰;;AZ91D镁合金在临汾工业大气中的腐蚀行为[J];中国铸造装备与技术;2009年03期

5 付晓鹏;梁伟;李线绒;薛晋波;朱波;;AZ91D镁合金表面覆铝的显微组织及性能[J];金属热处理;2009年11期

6 林翠;梁健能;陈三娟;;AZ91D镁合金在模拟酸雨环境中的腐蚀行为[J];机械工程材料;2011年02期

7 李文;李卫平;刘慧丛;朱立群;;AZ91D镁合金低压交流氧化成膜机制[J];北京航空航天大学学报;2011年09期

8 王建;周婉秋;武士威;赵强;;AZ91D镁合金在几种典型介质中的腐蚀性能研究[J];沈阳师范大学学报(自然科学版);2011年01期

9 李元东,郝远,陈体军,马颖;原始组织对半固态AZ91D镁合金重熔行为的影响[J];中国有色金属学报;2004年03期

10 李瑛,张涛,王福会;AZ91D镁合金手汗腐蚀机理研究 Ⅱ手汗液中尿素对AZ91D腐蚀的缓蚀机制[J];中国腐蚀与防护学报;2004年06期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 周添红;王立平;雷自强;;AZ91D镁合金在乙二醇冷却系统中的腐蚀行为研究[A];第七届全国表面工程学术会议暨第二届表面工程青年学术论坛论文集（一）[C];2008年

2 张涛;李瑛;王福会;;β相对AZ91D镁合金腐蚀行为的影响[A];2004年腐蚀电化学及测试方法学术交流会论文集[C];2004年

3 张丽君;张昭;张鉴清;;AZ91D镁合金腐蚀过程的电化学分形研究[A];中国腐蚀电化学及测试方法专业委员会2012学术年会论文集[C];2012年

4 孙凯;杨森;刘凤霞;;激光参数对AZ91D镁合金表面合金化改性层性能的影响[A];第九届真空冶金与表面工程学术会议论文摘要集[C];2009年

5 刘晓兰;张涛;邵亚薇;孟国哲;;载波钝化对纯镁及AZ91D镁合金的影响[A];2008年全国腐蚀电化学及测试方法学术交流会论文摘要集[C];2008年

6 毛卫民;陈洪涛;甄子胜;;AZ91D镁合金的电磁搅拌组织[A];人才、创新与老工业基地的振兴——2004年中国机械工程学会年会论文集[C];2004年

7 毛卫民;陈洪涛;甄子胜;;AZ91D镁合金的电磁搅拌组织[A];2004中国铸造活动周论文集[C];2004年

8 孙凯;杨森;刘凤霞;;激光参数对AZ91D镁合金表面合金化改性层性能的影响(英文)[A];真空技术与表面工程——第九届真空冶金与表面工程学术会议论文集[C];2009年

9 江运喜;谢水生;杨浩强;李雷;;搅拌工艺参数对半固态AZ91D镁合金流变特性的影响[A];第十届全国青年材料科学技术研讨会论文集（C辑）[C];2005年

10 王周成;唐毅;许杰;林昌健;;AZ91D镁合金微弧阳极氧化膜防腐蚀性能研究[A];2006年全国腐蚀电化学及测试方法学术会议论文集[C];2006年

中国博士学位论文全文数据库 前9条

1 贾理男;AZ91D镁合金表面羟基磷灰石涂层的制备及耐蚀性研究[D];大连海事大学;2015年

2 王强;铸造AZ91D镁合金腐蚀动态力学性能评价及防护研究[D];吉林大学;2010年

3 刘妍;AZ91D镁合金微弧氧化工艺及成膜行为研究[D];浙江大学;2012年

4 张文雪;AZ91D镁合金化学镀镍基合金的微观结构与耐腐蚀性能[D];吉林大学;2008年

5 张杰;AZ91D镁合金基钙磷/壳聚糖骨植入材料制备及性能研究[D];哈尔滨工业大学;2014年

6 杨丽景;AZ91D镁合金显微组织对其在特定环境下腐蚀行为的影响[D];太原理工大学;2010年

7 黄志求;AZ91D镁合金—漂珠复合材料的制备及性能[D];吉林大学;2012年

8 姚军;AZ91D镁合金激光熔覆与重熔层组织特征及其性能研究[D];吉林大学;2007年

9 徐卫军;触变成形AZ91D镁合金的腐蚀行为研究[D];兰州理工大学;2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 黄晶晶;AZ91D镁合金激光冲击纳米化强化机理及其性能研究[D];江苏大学;2016年

2 梁健能;室内模拟实验研究AZ91D镁合金的腐蚀行为[D];南昌航空大学;2010年

3 张汉茹;AZ91D镁合金在溶液中的腐蚀行为[D];兰州理工大学;2004年

4 杨新星;AZ91D镁合金表面熔盐热扩渗锌涂层组织结构与腐蚀性能研究[D];武汉理工大学;2012年

5 赵国良;AZ91D镁合金表面电沉积镍的研究[D];长春工业大学;2010年

6 李晋英;AZ91D镁合金在冷却液及大气环境中的腐蚀研究[D];太原科技大学;2009年

7 周添红;AZ91D镁合金在乙二醇型发动机冷却液中的腐蚀行为与防护机理[D];西北师范大学;2009年

8 李春芳;稀土Ce改性AZ91D镁合金腐蚀剩余强度研究[D];吉林大学;2010年

9 李慧娟;AZ91D镁合金温变形性能研究[D];中北大学;2007年

10 程小敏;AZ91D镁合金表面热扩渗膜层的结构及性能研究[D];华东理工大学;2014年

  本文关键词：AZ91D镁合金激光冲击纳米化强化机理及其性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：264783