搅拌摩擦加工制备镁基铝覆层轴肩作用区的组织结构研究
发布时间：2021-03-20 22:59
为了提升镁合金的耐蚀性能,本课题组创新性地采用多道次搅拌摩擦加工的方法在AZ31B镁合金表面覆合了一层1060铝合金,制备出了耐蚀性能优良,界面结合良好的镁基铝覆层复合材料。本文在此基础上,采用金相显微镜、显微硬度仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等实验手段,研究了在特定工艺参数下搅拌摩擦加工后相邻道次之间轴肩作用区铝/镁结合界面过渡层的组织结构。研究结果表明:搅拌摩擦加工制备的镁基铝覆层复合材料在相邻道次之间轴肩作用区的铝/镁界面处形成了结合良好的过渡层。依据元素分布,可将过渡层细分为:Al固溶体+Al3Mg2、Al3Mg2、Al12Mg17、Mg固溶体+Al12Mg17和Mg固溶体五层。在Al固溶体+Al3Mg2层中观察到了粒状或杆状的Al-Fe相。其中,Al13Fe4纳米相的尺寸约为300nm,Al6Fe纳米相的尺寸范围约为100～300nm。且两种Al-Fe相均与A1基体相之间存在有一定的位向关系,即:[631]Al//[10（?）]Al13Fe4,（（?）3（?））Al//（101）Al1Fe4;[310]Al//[（?）2]Al6Fe,（002）Al//（311）Al6Fe...
【文章来源】：大连交通大学辽宁省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
图１．１累积Ｓ轧示意图？??Ｆｉｇ．?１．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｓｈｏｗｉｎｇ?ｔｈｅ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ＡＲＢ?ｐｒｏｃｅｓｓ??
?第一章绪论???ｒ—１?ｎｎ?ｒ－ｒｎ??ｖａｃｕｕｍ?Ｉ?（ｖａｃｕｕｍ??Ｉ?了?！???！?？＇?Ｊ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ??卜：驟—ｓ?Ｉ?ｉｌ?ｓ?￡?ｌｉ??ｏｎｏ??图１．３真空扩散复合示意图［４（）】??Ｆｉｇ．?１．３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｓｈｏｗｉｎｇ?ｔｈｅ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｖａｃｕｕｍ?ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ?ｂｏｎｄｉｎｇ??Ｌｉｕ【４ｉ］和ＳｃｙｙｃｄＳａｌｍａｎ等人丨４２］采用真空扩散工艺制备了?１０７０ＡＩ／Ｍｇ和７０７５ＡＩ／ＡＺ３１??层状复合材料，并对铝／镁界面过渡层中的金属间化合物层进行了观察与分析，分析结果??表明，在扩散过程中铝／镁界面从铝侧至镁侧依次生成了铝扩散过渡层、混合扩散过渡层??和镁扩散过渡层三个区域，且过渡层随扩散时间延长而增厚；构成三个过渡层的主要金??属间化合物相分别为Ａｌ３Ｍｇ２、ＭｇＡｌ和Ａｌ２Ｍｇ３?（Ａｌ１２Ｍｇｌ７）。其中，在镁扩散过渡层中??观察到的Ａｌ２Ｍｇ３?（ＡｌＩ２Ｍｇｌ７）相为面心立方结构，这种结构与镁基体和过渡层组织结合??良好，在一定程度上可以提升材料的结合强度和抗裂性能。而ＡｂＭｇ２为脆性金属间化??合物相，将有可能成为脆性裂纹的起源。除ＡｈＭｇ２、Ａｌ１２Ｍｇｉ７和ＡｌＭｇ等几种常见的金??属间化合物扣之外，Ｙ．Ｐ．Ｒｅｎ等人⑷］还观察到了非定比化合物－Ｒ相，山此可以证明在铝??／镁相图屮，ＡｌｎＭｇｎ和ＡｈＭｇ２两个单相区之间确有新相存在，但该相性质特殊，只在??特定温度和长时间保温的条件下才能产生。??Ａｌ?ＡＩ??ＡｌＭｇ?ＡｌＭｇ??一ｎ，‘严、．??Ｍｇ
面将对复合材料??的机械性能造成不利影响。为了避免Ａｌ－Ｍｇ相的产生，研宄者们往往通过在铝、镁层中??间引入其他材料如Ｎｉ％、Ａｇ［４５］等作为中间层的方式来制备铝／镁复合材料，其中，加入??Ａｇ中间层后，界面处生成了?Ｍｇ３Ａｇ、ＭｇＡｇ和Ａｇ固溶体，界面结合强度得到了显著提??升，最大值可达１４．５ＭＰａ，由此可见，通过引入第三种材料来提高铝／镁复合材料界面结??合强度的方法是可行的。??１．２．３爆炸复合法??爆炸复合法，亦称为爆炸焊接，是一种特殊的固相复合方法，其装置原理如图１．５??所示。爆炸复合过程中，炸药爆炸的巨大热能和动能将使金属材料界面发生剧烈碰撞和??局部塑性变形，从而形成稳固的冶金结合。与其他复合方法不同的是，采用爆炸复合工??艺制备的复合材料界面呈现出波状结构；且因爆炸复合瞬时完成，铝／镁界面原子扩散受??到限制，因此其结合界面层也较保此外，爆炸复合法不受限于材料的熔点和塑性，在??材料尺寸规格调整方面较为灵活，因而其研究应用也较为广泛。??Ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ??Ｄｅｔｏｎａｔｏｒ??＼?Ｃｏｍｉｎｕ?ｐｌａｌｅ??１?／?／?．?／?－?ｉ?：?■＇?／?＇‘?．■?ｉ?＜?＼??／?７￣／?／?／Ｃｅｍｅｎｔ?ｃｏｎｃｒｅｔｅ／￣￣７￣￣／?／??图１．５爆炸焊接实验装置原理图［４６］??Ｆｉｇ．?１．５?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｖｉｅｗ?ｏｆ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｓｅｔ－ｕｐ?ｉｎ?ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ?ｗｅｌｄｉｎｇ．??在不同的爆炸载荷条件下，复合界面的结合形态存在差异。ＳｅｙｅｄＨａｄｉＧｈａｄｅｒｉ等??人［？在不同实验参数下爆炸复合了工业纯铝和ＡＺ３１镁合
本文编号：3091825
【文章来源】：大连交通大学辽宁省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
图１．１累积Ｓ轧示意图？??Ｆｉｇ．?１．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｓｈｏｗｉｎｇ?ｔｈｅ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ＡＲＢ?ｐｒｏｃｅｓｓ??
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面将对复合材料??的机械性能造成不利影响。为了避免Ａｌ－Ｍｇ相的产生，研宄者们往往通过在铝、镁层中??间引入其他材料如Ｎｉ％、Ａｇ［４５］等作为中间层的方式来制备铝／镁复合材料，其中，加入??Ａｇ中间层后，界面处生成了?Ｍｇ３Ａｇ、ＭｇＡｇ和Ａｇ固溶体，界面结合强度得到了显著提??升，最大值可达１４．５ＭＰａ，由此可见，通过引入第三种材料来提高铝／镁复合材料界面结??合强度的方法是可行的。??１．２．３爆炸复合法??爆炸复合法，亦称为爆炸焊接，是一种特殊的固相复合方法，其装置原理如图１．５??所示。爆炸复合过程中，炸药爆炸的巨大热能和动能将使金属材料界面发生剧烈碰撞和??局部塑性变形，从而形成稳固的冶金结合。与其他复合方法不同的是，采用爆炸复合工??艺制备的复合材料界面呈现出波状结构；且因爆炸复合瞬时完成，铝／镁界面原子扩散受??到限制，因此其结合界面层也较保此外，爆炸复合法不受限于材料的熔点和塑性，在??材料尺寸规格调整方面较为灵活，因而其研究应用也较为广泛。??Ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ??Ｄｅｔｏｎａｔｏｒ??＼?Ｃｏｍｉｎｕ?ｐｌａｌｅ??１?／?／?．?／?－?ｉ?：?■＇?／?＇‘?．■?ｉ?＜?＼??／?７￣／?／?／Ｃｅｍｅｎｔ?ｃｏｎｃｒｅｔｅ／￣￣７￣￣／?／??图１．５爆炸焊接实验装置原理图［４６］??Ｆｉｇ．?１．５?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｖｉｅｗ?ｏｆ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｓｅｔ－ｕｐ?ｉｎ?ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ?ｗｅｌｄｉｎｇ．??在不同的爆炸载荷条件下，复合界面的结合形态存在差异。ＳｅｙｅｄＨａｄｉＧｈａｄｅｒｉ等??人［？在不同实验参数下爆炸复合了工业纯铝和ＡＺ３１镁合
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