镁合金熔炼及性能研究

发布时间：2018-05-26 00:40

  本文选题：熔炼改进 + AZ46镁合金　； 参考：《成都理工大学》2015年硕士论文

【摘要】：镁合金具有低密度、高比强度、抗震性好、电磁屏蔽能力强等诸多优点,受到航空航天、国防工业等领域的高度重视。是目前全球轻金属材料发展的新趋势。但由于镁合金强度低(≤280MPa)、塑性差(≤10%)、抗蚀性差等缺点,限制其应用范围,究其原因,目前从熔炼、成型以及表面处理来看均存在不少问题。本文通过改进熔炼设备、优化工艺,寻求一种新型Al-Zn镁合金,并在此基础上选择两种稀土元素La与Ce,两种非稀土元素Ti与Sn,通过微合金化力图提高其力学性能,并分析La、Ce、Ti和Sn这四种合金元素对AZ46镁合金组织和力学性能的影响。本文改进的熔炼设备由五大部分组成,它们分别是:中频电源部分、熔铸炉部分、混气及充气部分、熔炼坩埚和保护气炉盖部分和浇注部分。该设备的主要优点有。(1)设备整体采用电源控制柜和熔炼炉两部分,做到干湿分区,高低温分区;(2)加热源采用中频电源,中频电源加热迅速、均匀、效率高、可控性强;(3)坩埚采用321不锈钢,耐高温、强度高且可以减少对镁合金的污染,坩埚形状为直筒型方便拆卸和清理;(4)装配有保护气炉盖部分,减少保护气体的泄露和尽可能隔绝空气;(5)设备在坩埚引流口有一块挡板,类似于“茶壶嘴”的结构,且挡板的好处在于可以拆卸,方便清理坩埚。本文熔炼过程中使用的保护气为Ar气和CO2气体两种气体的混合气体,镁合金熔体挥发量和氧化情况均得到很好地抑制,这两种气体混合使用时发挥各自的特点,优势互补起到很好效果。出于保护效果和成本的考虑本实验最终确定的保护气组成为:高温熔化阶段Ar气流量5.0L/min、CO2气体流量2.0L/min,而在预热阶段和保温除气阶段总流量缩减至50%和80%便可起到保护作用。AZ46镁合金作为基体,在此基础上添加La、Ce、Ti与Sn四种合金元素,通过微合金化,分析金相组织图与能谱扫描测试,再结合力学性能测试,分析La、Ce、Ti和Sn这四种合金元素对AZ46镁合金组织和力学性能的影响。其结论如下。(1)在AZ46基体中添加稀土元素La与Ce,这两种元素未能检测出是否固溶进入基体,AZ46-La、AZ46-Ce的强度和延伸率略有下降,但其铸态硬度有所提高,这也为提高镁合金硬度提供了一条途径;(2)在AZ46基体中通过添加非稀土元素Ti与Sn,Ti很难固溶进入基体,但高熔点Ti元素可作为异质形核点细化晶粒,进而提高基体强度;Sn既能固溶进入基体也能与Mg反应生成球状Mg2Sn,通过双重作用来提高AZ46镁合金强度;(3)Ti与Sn同时加入AZ46镁合金后,铸态硬度提升明显,强度也明显提升,延伸率则略有下降,说明在Ti与Sn的协同作用下AZ46的力学性能可以明显提升,在本文的设备与工艺条件下,简单成型加工其抗拉强度可达到369MPa、延伸率可达到15.5%。
[Abstract]:Magnesium alloys have many advantages, such as low density, high specific strength, good seismic resistance and strong electromagnetic shielding ability. It is a new trend in the development of light metal materials in the world. However, due to its low strength (鈮，

本文编号：1935275