热处理对ZC61-xCr镁合金微观组织的影响

发布时间：2022-02-16 12:53

　　镁合金液态压铸成形是制备镁合金零件的常用方法,液态压铸后的零件无法进行热处理,不能通过热处理再次提高性能。半固态压铸成形后的制件可进行热处理,但目前常用于半固态成形的牌号镁合金热处理强化作用弱,无法充分发挥半固态成形件可进行热处理的优势。Mg-Zn-Cu系镁合金是具有明显时效强化效应的镁合金,结合半固态成形技术,可充分发挥其热处理强化效果。然而,针对微合金化后的铸态及半固态Mg-Zn-Cu合金的热处理研究却很少。因此,本文在ZC61合金的基础上添加了Cr元素,并利用OM、XRD、SEM、TEM和硬度测试等表征手段,研究了以下内容:通过金属型铸造的方式来制备ZC61-x Cr合金,并对其铸态组织进行了研究。结果表明:添加Cr元素之后,无新相形成,合金的铸态组织均由α-Mg、MgZn₂和CuMgZn相组成。Cr的含量为0.1%时,对晶粒具有细化作用。利用半固态等温热处理法制备出了非枝晶ZC61-x Cr合金并详细研究了半固态组织的演变过程。结果表明:Cr元素的加入有利于形成更理想的半固态组织。当Cr含量为0.1%时,最佳的工艺为:585°C保温30 min,非枝晶组织... 

【文章来源】：兰州理工大学甘肃省

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 镁及镁合金的概述
        1.1.1 镁及镁合金的性质
        1.1.2 镁合金的应用现状和发展
    1.2 镁合金的主要强化机制
        1.2.1 固溶强化
        1.2.2 沉淀强化
        1.2.3 弥散强化
        1.2.4 细晶强化
    1.3 Mg-Zn系镁合金的研究现状
        1.3.1 Mg-Zn二元合金
        1.3.2 Mg-Zn-Cu系合金
        1.3.3 Mg-Zn其他系合金
    1.4 半固态成形技术的研究现状
        1.4.1 半固态成形技术
        1.4.2 半固态成形的方法
        1.4.3 半固态坯/浆料的制备方法
    1.5 镁合金半固态组织的热处理研究
    1.6 课题的研究目的、意义及内容
        1.6.1 课题的研究目的及意义
        1.6.2 课题的研究内容
第2章 实验内容和方法
    2.1 实验技术线路
    2.2 合金的成分设计与制备
        2.2.1 合金成分的设计
        2.2.2 实验材料及设备
        2.2.3 合金的熔炼
        2.2.4 合金的浇注
    2.3 合金热处理工艺的制定
        2.3.1 固溶处理
        2.3.2 时效处理
        2.3.3 半固态等温热处理工艺的确定
    2.4 材料显微组织分析和表征
        2.4.1 金相组织观察
        2.4.2 X射线衍射(XRD)分析
        2.4.3 扫描电子显微电镜(SEM)分析
        2.4.4 透射电子显微镜(TEM)分析
        2.4.5 力学性能测试
第3章 ZC61-xCr镁合金铸态组织与硬度研究
    3.1 Cr微合金化ZC61 镁合金的铸态显微组织
        3.1.1 合金的XRD分析
        3.1.2 合金的显微组织
        3.1.3 合金显微组织的SEM和 EDS分析
    3.2 合金的显微硬度
    3.3 本章小结
第4章 ZC61-xCr镁合金半固态非枝晶组织研究
    4.1 不同Cr含量和等温温度下合金的半固态非枝晶组织研究
        4.1.1 Cr含量对非枝晶组织的影响
        4.1.2 等温温度对非枝晶组织演变的影响
    4.2 等温时间对合金半固态非枝晶组织演变的影响
        4.2.1 ZCR6101 合金的半固态非枝晶组织演变过程
        4.2.2 ZCR6103 合金的半固态非枝晶组织演变过程
    4.3 非枝晶组织特征的分析
        4.3.1 ZCR6101 合金非枝晶组织的微观分析
        4.3.2 ZCR6103 合金非枝晶组织的微观分析
    4.4 非枝晶组织演变机理的分析
        4.4.1 枝晶组织的初始粗化
        4.4.2 枝晶组织的分离和球化
        4.4.3 非枝晶组织的最后粗化
    4.5 本章小结
第5章 热处理对Cr微合金化后ZC61 合金组织的影响
    5.1 ZCR6101/ZCR61 合金的固溶处处理
        5.1.1 固溶温度对ZCR6101 合金组织的影响
        5.1.2 固溶时间对ZCR6101 合金组织的影响
        5.1.3 最佳固溶工艺下ZCR61/ZCR6101 合金的显微组织分析
            5.1.3.1 ZCR61/ZCR6101 合金的组织
            5.1.3.2 ZCR61/ZCR6101 合金的SEM+EDS分析
    5.2 时效处理对ZC61/ZCR6101 合金组织的影响
        5.2.1 合金的时效硬化曲线
        5.2.2 峰时效态ZCR6101 合金的SEM观察与分析
    5.3 非枝晶态ZCR6101 合金的固溶处理
    5.4 时效处理对非枝晶态ZCR6101 合金组织的影响
        5.4.1 非枝晶态ZCR6101 合金时效处理后的显微组织
        5.4.2 非枝晶态ZCR6101 合金时效初期G.P.区的TEM观察与分析
        5.4.3 非枝晶态ZCR6101 合金峰时效态的TEM观察与分析
    5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
附录A 攻读硕士学位期间所发表的论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]半固态等温处理与电磁感应加热AZ80-0.2Y镁合金组织的演变[J]. 孙浩,周明扬,屈晓妮,权高峰.  中国有色金属学报. 2017(10)
[2]等温热处理对Mg-6Zn-3Cu合金半固态组织演变的影响[J]. 黄晓锋,张玉,秦牧岚,郝远.  材料热处理学报. 2016(08)
[3]均匀化热处理对ZC62镁合金显微组织和力学性能的影响[J]. 黄晓锋,张玉,秦牧岚,郝远.  材料热处理学报. 2016(07)
[4]镁合金强化理论的种类及研究现状分析[J]. 张建新,陈昊,高爱华,姜晓辉.  热加工工艺. 2016(01)
[5]Mg-8Zn-1Cu-0.2Cr-0.5Ce-0.5Sb合金时效微观组织[J]. 董允,林小娉,叶杰,何娜,王丽,崔保军.  稀有金属材料与工程. 2013(12)
[6]Al含量对Mg-7Zn合金非枝晶组织的影响[J]. 冯凯,黄晓锋,马颖,吕峥,李兴鹏,郝远.  中国有色金属学报. 2013(11)
[7]高强镁合金的研究进展[J]. 张丁非,张红菊,兰伟,马春华.  材料热处理学报. 2012(06)
[8]Cr-Bi对Mg-8Zn-4Al合金铸态组织及时效沉淀相演变的影响[J]. 董允,林小娉,叶杰,唐莉.  材料热处理学报. 2012(03)
[9]二次加热过程中半固态AZ31镁合金的显微组织演变[J]. 曹富荣,管仁国,陈礼清,赵占勇,任勇.  中国有色金属学报. 2012(01)
[10]Cu含量对铸造Mg-3Zn-xCu-0.6Zr镁合金时效析出行为的影响[J]. 李爱文,刘江文,伍翠兰,罗承萍,焦东玲,朱红梅.  中国有色金属学报. 2010(08)

博士论文
[1]新型Mg-Zn-Al-Sm/Mn镁合金的组织、性能及其强化机理研究[D]. 张玉.兰州理工大学 2018
[2]Mg-6Zn-xCu-0.6Zr（x=0-2.0）铸造镁合金的时效行为、显微组织及力学性能研究[D]. 朱红梅.华南理工大学 2011

硕士论文
[1]Mg-6Zn-（12）Cu（-0.5Bi）合金的时效强化研究[D]. 何娜.东北大学 2013



本文编号：3628002