表面纳米化镁合金的疲劳性能及失效机制研究

发布时间：2023-03-02 17:39

　　镁合金由于其低密度、高比强度以及储量丰富的特性在航天、汽车工业、电子产品等领域得到了非常广泛的应用。然而在这些领域中,镁合金零部件会在空气或腐蚀环境中经受循环载荷,从而造成疲劳失效。因此,了解镁合金的疲劳性能十分必要。但是,由于镁合金耐磨性差、抗腐蚀性能差,而疲劳和腐蚀通常都是从试样的表面开始的,因此人们通过表面纳米化处理,增强镁合金表面性能,从而提升镁合金的各方面性能。本文使用表面机械研磨处理(SMAT)对AZ31b镁合金试样进行了表面纳米化处理,采用两种规格的处理方式,即2 mm小球SMAT处理(2 mm-SMAT)以及3 mm小球SMAT处理(3 mm-SMAT)。并对普通试样以及SMAT处理试样进行了不同应变率下空气中的疲劳实验以及3%NaCl腐蚀液中的腐蚀疲劳实验,结果表明:经过SMAT处理,在AZ31b镁合金试样表面产生了纳米梯度层;SMAT处理之后的试样抗拉强度和屈服强度增大,而延伸率则下降;SMAT处理之后的AZ31b镁合金试样疲劳寿命有显著提升,且3 mm-SMAT处理的试样比2 mmSMAT处理试样的疲劳寿命更长。SMAT处理延长试样疲劳寿命主要是由于表面压缩应力和...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 镁合金的应用及研究前景
    1.3 镁合金的变形机制
    1.4 表面机械研磨处理(SMAT)发展概况
        1.4.1 表面纳米化处理
        1.4.2 表面机械研磨处理原理
        1.4.3 表面机械研磨处理研究现状
    1.5 镁合金的疲劳
        1.5.1 疲劳概述
        1.5.2 镁合金的疲劳性能研究现状
    1.6 镁合金的腐蚀疲劳
        1.6.1 腐蚀疲劳概述
        1.6.2 镁合金的腐蚀疲劳性能研究现状
        1.6.3 腐蚀疲劳的防护
    1.7 本文研究意义与主要工作
        1.7.1 本文研究意义
        1.7.2 主要研究工作
第二章 试样制备及性能
    2.1 实验材料
    2.2 表面机械研磨处理
    2.3 显微组织观测
        2.3.1 金相观测
        2.3.2 EBSD观测
        2.3.3 晶粒尺寸测量
第三章 SMAT处理AZ31b镁合金疲劳性能研究
    3.1 试样制备
    3.2 实验方案
    3.3 实验设备
    3.4 单拉实验
    3.5 疲劳实验
        3.5.1 SMAT的影响
        3.5.2 应变率的影响
        3.5.3 断口形貌
        3.5.4 疲劳试样的微观观测
    3.6 结果讨论与分析
        3.6.1 单拉性能
        3.6.2 SMAT的影响
        3.6.3 应变率的影响
    3.7 结论
第四章 SMAT处理AZ31b镁合金腐蚀疲劳性能研究
    4.1 试样制备
        4.1.1 析氢实验试样
        4.1.2 腐蚀疲劳试样
    4.2 实验方案
    4.3 实验设备
    4.4 表面粗糙度
    4.5 析氢实验
        4.5.1 析氢结果
        4.5.2 腐蚀表面的微观观测
    4.6 电化学实验
    4.7 腐蚀疲劳实验
        4.7.1 S-N曲线
        4.7.2 断口形貌
    4.8 结果讨论与分析
        4.8.1 SMAT对表面粗糙度的影响
        4.8.2 SMAT对 AZ31b镁合金腐蚀性能的影响
        4.8.3 SMAT对 AZ31b镁合金疲劳性能的影响
        4.8.4 SMAT对 AZ31b镁合金腐蚀疲劳性能的影响
    4.9 结论
第五章 结论
    5.1 本文的主要工作与结论
    5.2 进一步的工作展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢



本文编号：3752341