双相镁锂合金搅拌摩擦加工和焊接的组织与性能研究
发布时间：2021-08-31 09:57
镁合金作为目前最轻的金属结构材料,不仅随着锂的加入密度降低,而且晶体结构也由密排六方（HCP）向具有更多滑移系的体心立方（BCC）发生转变,极大的提高了塑性变形能力。α-Mg（HCP）和β-Li（BCC）两相构成的双相镁锂合金由于复合式的组织结构具有了更好的综合力学性能。但是,双相镁锂合金由于绝对强度低、耐腐性差而使得其在商业化应用中遇到了极大的阻碍,因此,提高双相镁锂合金的强度和耐腐蚀性能是当前研究面临的一个重要课题。本文将双相LZ91镁锂合金作为研究对象,首先用搅拌摩擦加工改性工艺在不同工艺参数下对其进行加工改性来提高强度,接着研究了LZ91镁锂合金表面植酸处理腐蚀行为,最后研究了AZ31/LZ91搅拌摩擦搭接焊的接头组织特征及性能分析。本文完成的主要工作和研究成果如下:（1）在工艺参数较大变化范围内,采用搅拌摩擦加工改性方法对双相LZ91镁锂合金进行局部改性,从而探索出双相LZ91镁锂合金合适的搅拌摩擦加工改性工艺参数窗口,并结合力学性能测试找到双相LZ91镁锂合金最佳的改性工艺参数。当搅拌摩擦加工改性工艺参数在1600r/min1900r/min的旋转速度...
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：137 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
ECAP原理图
用而使得材料头尾剪切变形较大，需要使用率，限制了该项技术的发展与利用。压扭转原理图可知：高压扭转法（HPT，见的大塑性变形技术，主要在材料变形加工材料产生大角度扭转和压缩变形[35]要的贡献，在原工艺的基础上进行了改材料的微观组织变化规律，认为合金材料内部形成了大角度晶界的均匀纳米结7-39]。该项技术已成功的应用于 Cu、Ni、了超细晶材料的制作工艺；此外，该工艺还合物。但是，该项工艺也具有明显的缺点为严格的装备，且该套装备能够承受较细晶材料的制备，目前仍然没有更好的办
重庆大学博士学位论文并在一定的温度条件下进行轧制，分离的板材可以焊合在一起可获得加工后板材（图 1.3）。与等通道转角挤压技术（ECAP）相比而言，该可以进行无数次叠加轧制工序，直至制备出厚度稳定的最终材料，其也是可以通过任意调控的，此外，通过较多次数叠加轧制后的材料也大的应变，促进了合金材料晶粒的细化，有效的提高了材料的性能[40-作工艺的缺点主要在于对需加工材料的样品表面质量要求较高，即在过程中材料表面在后续的工艺中将会作为两块板料的界面轧制至内部面存在缺陷或者清洗不干净，就会导致加工后的材料内部出现缺陷，会出现性能差异，导致材料层间出现强度不均匀问题，进而使得力学，最终影响材料的使用用途。通过与前文所述的两种加工工艺相比较有明显的优势，即该套加工工艺的施工条件简单，可以推动其形成工艺可以获得预期的晶粒粒度，因此具有广阔的应用前景。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Effects of Welding Speed and Post-weld Hot Rolling on Microstructure and Mechanical Properties of Friction Stir-Welded AZ31 Magnesium Alloy[J]. Gang Liu,Li-Na Ma,Zhen-Duo Ma,Xue-Song Fu,Guo-Bing Wei,Yan Yang,Tian-Cai Xu,Wei-Dong Xie,Xiao-Dong Peng. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2018(08)
[2]镁锂合金搅拌摩擦焊接工艺特性分析[J]. 张婧,封小松,张成聪,黄珲. 焊接学报. 2017(04)
[3]包铝层对7B04-O铝合金薄板搅拌摩擦搭接性能影响[J]. 杨超,王继杰,韩培培,杜宝瑞,刘晓寒,薛鹏,马宗义,倪丁瑞. 机械工程学报. 2015(22)
[4]镁锂合金表面锌锰磷化膜的制备与性能表征[J]. 王桂香,王洋洋,吴舜. 稀有金属材料与工程. 2014(07)
[5]Plasticity Induced by Twin Lamellar Structure in Magnesium Alloy[J]. Xiyan Zhang,Chao Lou,Jian Tu,Qing Liu. Journal of Materials Science & Technology. 2013(12)
[6]镁合金阳极氧化研究进展[J]. 王美娟,王日初,彭超群,冯艳,张纯. 腐蚀科学与防护技术. 2012(06)
[7]镁锂合金的研究进展[J]. 仲志国,卢志文,赵亚忠. 热加工工艺. 2012(04)
[8]稀土氯化铈对铝合金铬酸盐转化膜成膜过程的影响[J]. 张圣麟,李维维,马强. 材料保护. 2010(09)
[9]铝合金搅拌摩擦焊搭接接头工艺及组织性能研究[J]. 徐效东,杨新岐,吴铁,张家龙. 热加工工艺. 2010(15)
[10]超轻镁锂基合金及其复合材料研究进展[J]. 张鑫,吴国清. 新材料产业. 2010(05)
硕士论文
[1]超轻镁锂合金微观结构与力学性能研究[D]. 吴洪超.南京理工大学 2016
[2]镁锂合金力学与阻尼性能的研究[D]. 徐丹丹.重庆大学 2013
[3]Mg-Li-Zn-RE合金热变形行为研究[D]. 李志强.哈尔滨工程大学 2010
本文编号：3374698
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：137 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
ECAP原理图
用而使得材料头尾剪切变形较大，需要使用率，限制了该项技术的发展与利用。压扭转原理图可知：高压扭转法（HPT，见的大塑性变形技术，主要在材料变形加工材料产生大角度扭转和压缩变形[35]要的贡献，在原工艺的基础上进行了改材料的微观组织变化规律，认为合金材料内部形成了大角度晶界的均匀纳米结7-39]。该项技术已成功的应用于 Cu、Ni、了超细晶材料的制作工艺；此外，该工艺还合物。但是，该项工艺也具有明显的缺点为严格的装备，且该套装备能够承受较细晶材料的制备，目前仍然没有更好的办
重庆大学博士学位论文并在一定的温度条件下进行轧制，分离的板材可以焊合在一起可获得加工后板材（图 1.3）。与等通道转角挤压技术（ECAP）相比而言，该可以进行无数次叠加轧制工序，直至制备出厚度稳定的最终材料，其也是可以通过任意调控的，此外，通过较多次数叠加轧制后的材料也大的应变，促进了合金材料晶粒的细化，有效的提高了材料的性能[40-作工艺的缺点主要在于对需加工材料的样品表面质量要求较高，即在过程中材料表面在后续的工艺中将会作为两块板料的界面轧制至内部面存在缺陷或者清洗不干净，就会导致加工后的材料内部出现缺陷，会出现性能差异，导致材料层间出现强度不均匀问题，进而使得力学，最终影响材料的使用用途。通过与前文所述的两种加工工艺相比较有明显的优势，即该套加工工艺的施工条件简单，可以推动其形成工艺可以获得预期的晶粒粒度，因此具有广阔的应用前景。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Effects of Welding Speed and Post-weld Hot Rolling on Microstructure and Mechanical Properties of Friction Stir-Welded AZ31 Magnesium Alloy[J]. Gang Liu,Li-Na Ma,Zhen-Duo Ma,Xue-Song Fu,Guo-Bing Wei,Yan Yang,Tian-Cai Xu,Wei-Dong Xie,Xiao-Dong Peng. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2018(08)
[2]镁锂合金搅拌摩擦焊接工艺特性分析[J]. 张婧,封小松,张成聪,黄珲. 焊接学报. 2017(04)
[3]包铝层对7B04-O铝合金薄板搅拌摩擦搭接性能影响[J]. 杨超,王继杰,韩培培,杜宝瑞,刘晓寒,薛鹏,马宗义,倪丁瑞. 机械工程学报. 2015(22)
[4]镁锂合金表面锌锰磷化膜的制备与性能表征[J]. 王桂香,王洋洋,吴舜. 稀有金属材料与工程. 2014(07)
[5]Plasticity Induced by Twin Lamellar Structure in Magnesium Alloy[J]. Xiyan Zhang,Chao Lou,Jian Tu,Qing Liu. Journal of Materials Science & Technology. 2013(12)
[6]镁合金阳极氧化研究进展[J]. 王美娟,王日初,彭超群,冯艳,张纯. 腐蚀科学与防护技术. 2012(06)
[7]镁锂合金的研究进展[J]. 仲志国,卢志文,赵亚忠. 热加工工艺. 2012(04)
[8]稀土氯化铈对铝合金铬酸盐转化膜成膜过程的影响[J]. 张圣麟,李维维,马强. 材料保护. 2010(09)
[9]铝合金搅拌摩擦焊搭接接头工艺及组织性能研究[J]. 徐效东,杨新岐,吴铁,张家龙. 热加工工艺. 2010(15)
[10]超轻镁锂基合金及其复合材料研究进展[J]. 张鑫,吴国清. 新材料产业. 2010(05)
硕士论文
[1]超轻镁锂合金微观结构与力学性能研究[D]. 吴洪超.南京理工大学 2016
[2]镁锂合金力学与阻尼性能的研究[D]. 徐丹丹.重庆大学 2013
[3]Mg-Li-Zn-RE合金热变形行为研究[D]. 李志强.哈尔滨工程大学 2010
本文编号：3374698
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