压铸镁合金AM50的组织和力学性能

发布时间：2017-11-17 20:13

本文关键词：压铸镁合金AM50的组织和力学性能

【摘要】：AM50镁合金以其轻质高强的力学性能，引起了广泛的关注和研究。但是由于镁合金复杂的制备工艺过程，以及在制备过程中各种工艺参数的不确定性，在很大程度上制约了镁合金广泛应用及推广。本课题在对镁合金的压铸工艺进行了系统研究的基础上，进一步改进了镁合金压铸制备工艺，并且成功制备出了AM50棒状镁合金压铸试样。为了进一步研究压铸镁合金AM50的性能，对得到的试样进行拉伸力学性能的测试。对拉伸后的试样又进行了金相显微分析，并对拉伸断口进行了扫面电镜分析，通过分析得到了压铸镁合金AM50的基本显微组织结构，得到了该工艺下制备的镁合金的基本力学性能，以及同批生产的镁合金试棒力学性能不同的根本原因。在成功制备出棒状镁合金试样的基础上，又对镁合金压铸工艺工程中的存在缺陷和问题进行修正，成功制备出汽车座椅骨架结构的镁合金压铸构件。在构件上不同的部位进行取样测试力学性能，最后对汽车座椅骨架不同位置取样的试件，进行了显微组织分析，以及扫描断口分析，找到了汽车骨架不同位置处，力学性能不同的原因。主要研究成果如下： (1)成功的压铸了一批棒状AM50镁合金，对这一批试件中66个样品进行了拉伸试验，最后发现80%的力学性能比较接近，屈服强度在123.64MPa附近波动，抗拉强度在221.84MPa附近波动。20%的试件性能出现大幅度的波动，其中性能最差和最好的试样的抗拉强度分别为156.12MPa和249.79Mpa，断裂应变分别为6.29%和13.92%，性能最好的试样与性能最差的试样相比这两项拉伸性能指标分别增加了60%和122.36%差距明显。 (2)金相照片和拉伸断口的电镜扫描照片表明，同一批铸造的试棒出现三类不同的性能，主要是因为试样内部的气孔缺陷的尺寸、数量和分布情况造成的。在性能较差的试样内部，气孔缺陷不但尺寸较大，数量较多，而且分布不均匀，在降低材料强度的同时，也为材料内部断裂裂纹的扩展提供通道，使得材料的强度和变形能力都大大减小。而在性能较好的试样内部，气孔缺陷尺寸本身较小，数量有限，而且在空间分布上较为均匀，很难成为裂纹扩展的便捷通道，而且少量同晶粒直径尺寸或以下尺寸的气孔缺陷还有利于材料塑性变形能力的增加，因此材料在获得高强度的同时，其断裂应变显著增加。 (3)压铸镁合金AM50的组成相主要有α-Mg固溶体和Mg17Al12化合物。其中α-Mg以基体形式出现在组织中，余下少部分Mg17Al12化合物呈不连续的网状分布。Mg17Al12为较硬相，其分布、数量和大小会显著地影响镁合金AM50的性能。 (4)尽管对镁合金座椅骨架结构的压铸工艺进行了改进，但是同一构件的不同部位上得到的试样的力学性能仍有显著区别，汽车坐盆的前部的力学性能指标最好，抗拉强度为242.MPa，屈服强度为123.65MPa，，延伸率为11.39%，靠背骨架的侧面力学性能指标较好，抗拉强度为225.85MPa，屈服强度为134.51MPa。 (5)通过金相照片和扫描电镜照片的进一步分析表明，造成这种大型构件在压铸过程中各部位性能不一致的主要原因仍然是气孔的尺寸以及气孔的分布。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG249.2;TG146.22

【参考文献】

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