含氮变质剂对汽车发动机用AZ31镁合金组织和力学性能影响机理研究
发布时间：2023-08-02 20:39
镁合金被誉为21世纪的绿色材料,作为汽车和航空航天等交通工具发动机零部件材料,其使用对节能减排有着十分重要的意义。但是,镁合金强度不高、耐腐蚀性能差、室温变形性能差等缺点阻碍了其在各个领域的广泛应用。近年来,许多学者对镁合金尤其是Mg-Al合金进行了大量研究,意图在不牺牲塑性的条件下提升其强度,直到现在,这仍然是镁合金研究的热点之一。本课题在基于商用AZ31镁合金成分的基础上加入平均尺寸为1μm的VN颗粒,制备了镁合金铸锭和挤压态镁合金板材。合金制备完成后,本课题应用金相显微镜和SEM扫描电镜对铸态和挤压态合金进行了显微组织观察,应用XRD和EDS对铸态合金分别进行了物相检测和微区成分分析,应用万能电子材料试验机对合金进行了拉伸测试,结论如下:(1)铸态AZ31+x wt.%VN(x=0、0.5、1、2)合金的晶粒尺寸随着VN含量的先减小后增加。铸态合金中沿晶界分布的粗大第二相尺寸显著减小,变成了晶粒内和沿晶界均匀分布的点状第二相及偏聚不规则的颗粒,XRD和EDS结果表明,粗大的第二相为Mg17Al12,点状分布的第二相有Mg17Al12、Al-Mn、AlN和VN,偏聚不规则颗粒为Al...
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 镁合金及其应用现状
1.1.1 引言
1.1.2 镁合金性质及特点
1.1.3 镁合金的分类
1.1.4 镁合金应用进展
1.2 镁合金晶粒细化研究进展
1.2.1 镁合金晶粒细化意义
1.2.2 镁合金晶粒细化研究进展
1.2.3 AlN颗粒细化镁合金研究进展
1.3 主要研究内容及研究意义
1.3.1 研究目的及意义
1.3.2 研究内容
第二章 实验材料及测试方法
2.1 实验基本流程
2.2 原材料准备
2.3 铸态合金制备
2.4 挤压变形镁合金制备
2.5 合金材料表征及测试
2.5.1 金相组织观察
2.5.2 X射线衍射分析
2.5.3 扫描电镜及能谱分析
2.5.4 合金拉伸测试
第三章 VN颗粒添加剂对铸态AZ31镁合金组织和力学性能的影响
3.1 VN颗粒成分及形貌
3.2 添加VN颗粒的铸态AZ31镁合金微观组织分析
3.2.1 金相显微组织分析
3.2.2 SEM显微组织及成分分析
3.2.3 VN和Al原位生成AlN热力学分析
3.3 VN颗粒添加剂对铸态AZ31镁合金力学性能的影响
3.3.1 铸态合金拉伸测试曲线
3.3.2 VN颗粒添加剂增强铸态AZ31镁合金屈服强度机理
3.3.3 VN颗粒添加剂增强铸态AZ31镁合金塑性机理
3.4 本章小结
第四章 VN颗粒细化AZ31镁合金晶粒机理研究
4.1 晶粒细化理论研究进展
4.1.1 自由生长理论
4.1.2 晶粒生长抑制理论
4.1.3 相互依存理论
4.1.4 晶格匹配理论
4.1.5 边与边匹配理论
4.2 AlN作为异质形核基底细化AZ31镁合金晶粒
4.2.1 AlN作为异质形核基底的实验分析
4.2.2 AlN作为异质形核基底的理论分析
4.3 VN作为异质形核基底细化AZ31镁合金
4.3.1 VN作为异质形核基底的实验分析
4.3.2 VN作为异质形核基底的理论分析
4.4 本章小结
第五章 VN颗粒添加剂对挤压态AZ31镁合金组织和力学性能的影响
5.1 VN颗粒添加剂对挤压态AZ31镁合金组织的影响
5.1.1 VN颗粒添加剂对挤压态AZ31镁合金晶粒尺寸的影响
5.1.2 挤压态镁合金动态再结晶分析
5.1.3 第二相成分和形貌分析
5.2 VN颗粒添加剂对挤压态AZ31镁合金拉伸性能的影响
5.2.1 挤压态合金拉伸测试曲线
5.2.2 未添加VN颗粒的挤压态合金力学性能增强机理
5.2.3 添加VN颗粒的挤压态合金力学性能变化分析
5.2.4 挤压态合金拉伸测试断口分析
5.3 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
附录
作者在攻读学位期间发表的论文目录
作者在攻读学位期间取得的科研成果
本文编号：3838497
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 镁合金及其应用现状
1.1.1 引言
1.1.2 镁合金性质及特点
1.1.3 镁合金的分类
1.1.4 镁合金应用进展
1.2 镁合金晶粒细化研究进展
1.2.1 镁合金晶粒细化意义
1.2.2 镁合金晶粒细化研究进展
1.2.3 AlN颗粒细化镁合金研究进展
1.3 主要研究内容及研究意义
1.3.1 研究目的及意义
1.3.2 研究内容
第二章 实验材料及测试方法
2.1 实验基本流程
2.2 原材料准备
2.3 铸态合金制备
2.4 挤压变形镁合金制备
2.5 合金材料表征及测试
2.5.1 金相组织观察
2.5.2 X射线衍射分析
2.5.3 扫描电镜及能谱分析
2.5.4 合金拉伸测试
第三章 VN颗粒添加剂对铸态AZ31镁合金组织和力学性能的影响
3.1 VN颗粒成分及形貌
3.2 添加VN颗粒的铸态AZ31镁合金微观组织分析
3.2.1 金相显微组织分析
3.2.2 SEM显微组织及成分分析
3.2.3 VN和Al原位生成AlN热力学分析
3.3 VN颗粒添加剂对铸态AZ31镁合金力学性能的影响
3.3.1 铸态合金拉伸测试曲线
3.3.2 VN颗粒添加剂增强铸态AZ31镁合金屈服强度机理
3.3.3 VN颗粒添加剂增强铸态AZ31镁合金塑性机理
3.4 本章小结
第四章 VN颗粒细化AZ31镁合金晶粒机理研究
4.1 晶粒细化理论研究进展
4.1.1 自由生长理论
4.1.2 晶粒生长抑制理论
4.1.3 相互依存理论
4.1.4 晶格匹配理论
4.1.5 边与边匹配理论
4.2 AlN作为异质形核基底细化AZ31镁合金晶粒
4.2.1 AlN作为异质形核基底的实验分析
4.2.2 AlN作为异质形核基底的理论分析
4.3 VN作为异质形核基底细化AZ31镁合金
4.3.1 VN作为异质形核基底的实验分析
4.3.2 VN作为异质形核基底的理论分析
4.4 本章小结
第五章 VN颗粒添加剂对挤压态AZ31镁合金组织和力学性能的影响
5.1 VN颗粒添加剂对挤压态AZ31镁合金组织的影响
5.1.1 VN颗粒添加剂对挤压态AZ31镁合金晶粒尺寸的影响
5.1.2 挤压态镁合金动态再结晶分析
5.1.3 第二相成分和形貌分析
5.2 VN颗粒添加剂对挤压态AZ31镁合金拉伸性能的影响
5.2.1 挤压态合金拉伸测试曲线
5.2.2 未添加VN颗粒的挤压态合金力学性能增强机理
5.2.3 添加VN颗粒的挤压态合金力学性能变化分析
5.2.4 挤压态合金拉伸测试断口分析
5.3 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
附录
作者在攻读学位期间发表的论文目录
作者在攻读学位期间取得的科研成果
本文编号：3838497
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