铸轧及温轧高铝镁合金板材的组织性能研究

发布时间：2017-10-11 02:14

  本文关键词：铸轧及温轧高铝镁合金板材的组织性能研究

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【摘要】：镁合金是目前应用比较广泛的轻合金结构材料,它具有密度低,机械加工性好,比强度高,电磁屏蔽效果好,易回收等特点。近些年,随着汽车和3C行业对其产品轻量化的重视,镁合金的用量在快速增加。然而,镁合金强度不高,耐腐蚀性差,塑性成型能力差,这些制约了镁合金的发展。在镁中添加9%以上的Al可显著提高镁合金的强度和耐腐蚀性,但塑性降低。为了提高镁合金塑性变形能力,简化制备工艺,降低生产成本,改善组织性能,采用铸轧-温轧的方式生产高铝镁合金板材。采用立式双辊铸轧机成功制备了3~4 mm厚的Mg-11.1 Al-1.1 Zn(简记AZ111)铸轧板。具体工艺参数为:浇铸温度680℃,轧辊转速16 rpm。同时采用铸造法成功制备了5 mm厚的Mg-8.6 Al-0.2 Zn(简记AZ90)铸造板。其浇铸温度为680℃,然后空冷。对铸轧板和铸造板分别进行均匀化热处理之后,使用自主建造的六辊温轧机经行多道次小压下量的轧制,最后对镁合金温轧态板材热处理。本文主要是为了研究铸轧及温轧的方式生产高铝镁合金薄板材的可行性。具体研究了高铝镁合金铸轧板在不同的均匀化退火时间、多道次温轧及温轧后退火的显微组织与力学性能。研究结果如下:(1)铸轧板表面的组织既存在着比较完整的树枝晶,也存在破碎的枝晶臂及枝晶末梢;而芯部组织既有比较完整的树枝晶又有等轴晶。铸轧板的二次枝晶间距从表面到芯部逐渐增大,最大差值为1.54μm,凝固速率最大差值为207.1 K/s;(2)AZ111铸轧板经过400℃×5 h的均匀化处理,抗拉强度提高了约12%,达到115 MPa,伸长率提高了11%,达到2.03%。第二相β-Mg17Al12消除且组织均匀。因此,含Al量为11.06%的高铝镁合金铸轧板适宜的退火工艺为400℃×5 h。但铸造板经400℃×12 h均匀化处理后,晶粒长大,晶界上分布的第二相还未完全分解;(3)AZ111铸轧板经400℃×5 h均匀化处理,在240~300℃下温轧,采用多道次小压下工艺轧制时,单道次最大压下率在5%左右,铸轧板累积变形量达90%时才能使得表面与芯部的显微组织均匀一致,此时温轧的铸轧板厚度为0.35 mm。温轧后板材抗拉强度370 MPa,伸长率1.5%。多道次小压下的轧制使得板材在轧制过程中表面的基面织构强度大于芯部的基面织构强度;(4)退火时间少于60 min时,350℃退火不能使得温轧的镁合金发生再结晶而400℃退火则能发生再结晶。温轧态的铸轧板经过400℃×30 min的退火后,抗拉强度从370 MPa下降到了331 MPa,伸长率从1.5%上升到了6%。温轧后板材的最佳退火工艺为400℃×30 min;
【关键词】：铸轧 高铝镁合金 温轧 显微组织 力学性能
【学位授予单位】：辽宁科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG339;TG146.22
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 1. 绪论10-24
• 1.1 引言10-11
• 1.2 镁及镁合金概述11-13
• 1.2.1 镁及其合金的特征11-13
• 1.3 合金元素对镁的影响13-15
• 1.4 镁合金的强化15-17
• 1.4.1 固溶强化16
• 1.4.2 细晶强化16
• 1.4.3 弥散强化16-17
• 1.5 镁合金塑性加工技术17-18
• 1.6 镁合金铸轧工艺及研究现状18-20
• 1.6.1 国外镁合金双辊铸轧工艺研究状况19-20
• 1.6.2 国内镁合金双辊铸轧工艺研究状况20
• 1.7 镁合金轧制工艺20-22
• 1.8 本课题的研究目的和主要内容22-24
• 1.8.1 研究的主要目的22
• 1.8.2 研究的意义22-23
• 1.8.3 研究的内容23-24
• 2. 实验方案及研究方法24-30
• 2.1 技术路线24-25
• 2.2 实验用原材料及辅助材料25
• 2.3 主要实验设备及检测设备25-26
• 2.4 铸造和铸轧工艺26-27
• 2.4.1 铸造工艺26
• 2.4.2 双辊铸轧工艺26-27
• 2.5 热处理工艺27
• 2.6 温轧工艺27-28
• 2.7 分析测试方法28-30
• 2.7.1 显微组织观察28
• 2.7.2 力学性能测试28-29
• 2.7.3 宏观织构分析29-30
• 3. 双辊铸轧镁合金显微组织与力学性能30-35
• 3.1 高铝镁合金的制备及外观形貌30-31
• 3.1.1 铸造镁合金(AZ90)的制备及外观形貌30
• 3.1.2 双辊铸轧(AZ111)镁合金的制备及外观形貌30-31
• 3.2 高铝镁合金板的显微组织31-34
• 3.2.1 铸造镁合金(AZ90)的显微组织31-32
• 3.2.2 双辊铸轧镁合金(AZ111)的显微组织32-34
• 3.3 本章小结34-35
• 4. 双辊铸轧AZ111镁合金薄板的均匀化退火工艺35-44
• 4.1 均匀化处理前后的显微组织观察及分析35-38
• 4.1.1 铸造镁合金(AZ90)均匀化处理前后的显微组织观察及分析35
• 4.1.2 铸轧镁合金(AZ111)均匀化处理前后的显微组织观察及分析35-38
• 4.2 均匀化处理前后的EPMA分析38-39
• 4.3 均匀化处理前后的XRD分析39-40
• 4.4 均匀化处理前后力学性能分析40-42
• 4.5 均匀化处理前后断口形貌观察42-43
• 4.6 本章小结43-44
• 5. AZ111镁合金温轧薄板的显微组织与力学性能44-56
• 5.1 AZ111镁合金温轧压下制度的确定44-45
• 5.2 温轧板材的显微组织45-47
• 5.2.1 AZ90铸造镁合金温轧板材的显微组织45
• 5.2.2 AZ111铸轧板温轧的显微组织45-47
• 5.3 AZ111铸轧板温轧宏观织构沿厚度方向的变化47-49
• 5.4 AZ111铸轧板温轧后的力学性能49-50
• 5.5 温轧板退火后的显微组织50-53
• 5.6 温轧板退火后的力学性能53-54
• 5.7 退火前后温轧板断口形貌分析54-55
• 5.8 本章小结55-56
• 6. 结论与展望56-58
• 6.1 结论56
• 6.2 展望56-58
• 参考文献58-61
• 致谢61-62
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况62-63
• 作者简介63-64

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 苏鸿英;世界镁工业生产和技术展望[J];世界有色金属;2004年08期

2 胡小东;于群;杨强;孙克明;;双辊铸轧镁合金板表面形貌及微观组织分析[J];辽宁科技大学学报;2012年04期

3 李铮,赵凯,邸洪双,王国栋;双辊铸轧法生产变形镁合金薄带新工艺的研究[J];轻金属;2003年12期

4 丁培道,蒋斌,杨春楣,方亮;薄带连铸技术的发展现状与思考[J];中国有色金属学报;2004年S1期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 陈洪美;铸轧镁合金的变形工艺及其组织和力学性能的研究[D];山东大学;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 王晓花;稀土元素La对AZ91镁合金组织及性能的影响[D];太原理工大学;2009年

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本文编号：1009910