AZ31镁合金低功率激光表面改性处理的研究

发布时间：2021-02-03 11:29

　　镁合金因其比强度高、密度低、减振性好以及电磁屏蔽性优良等特点,在航空航天、交通运输和国防领域具有广泛的应用前景。然而因为镁合金硬度较低、耐磨损性能较差以及在介质中易发生腐蚀等缺陷,镁合金在工程中的使用受到极大限制。为了改善镁合金在实际应用中存在的上述缺陷,本文以AZ31镁合金为研究对象,利用Yb-fibre固体光纤激光器对AZ31镁合金分别进行激光表面熔凝以及激光表面熔覆处理,研究了上述两种表面改性工艺参数对改性层微观组织、硬度、耐磨损性能以及耐腐蚀性能的影响,并对激光表面改性机理进行了讨论分析,具体包括以下主要内容:在不同激光功率下对AZ31镁合金表面进行激光熔凝处理。研究表明,在激光功率为104W时,镁合金表面对激光能量的吸收率急剧增加,形成的熔凝层组织最为致密,熔深可达125μm。经激光熔凝处理后,熔凝层组织中Al元素的固溶度增加,表面显微硬度也显著增加。理论分析表明,熔凝层组织强化机理为细晶强化、固溶强化以及弥散强化。对熔凝层组织进行摩擦磨损以及腐蚀电化学测试,结果显示,激光熔凝层的磨损量仅为未处理镁合金的66.4%,耐磨损性能得到显著改善;与未处理镁合金相比较,激光熔凝层的腐... 

【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 镁合金表面处理研究现状
        1.2.1 化学转化膜处理
        1.2.2 阳极氧化处理
        1.2.3 微弧氧化处理
        1.2.4 物理气相沉积与离子注入
        1.2.5 激光表面改性处理
    1.3 镁合金激光表面改性研究现状
        1.3.1 激光表面冲击强化
        1.3.2 激光熔凝处理
        1.3.3 激光表面合金化
        1.3.4 激光表面熔覆
    1.4 本论文主要研究内容及技术路线
        1.4.1 本课题的研究意义
        1.4.2 课题研究内容
        1.4.3 技术路线
2 实验材料与方法
    2.1 实验材料
        2.1.1 基板材料
        2.1.2 熔覆材料
    2.2 激光熔凝实验方案
        2.2.1 基板材料预处理
        2.2.2 激光表面熔凝实验设备
        2.2.3 激光熔凝工艺参数
    2.3 激光表面多次重熔实验方案
    2.4 激光表面熔覆实验方案
        2.4.1 镁基板表面预处理
        2.4.2 实验设备与工作原理
        2.4.3 激光表面熔覆工艺参数
    2.5 激光改性层组织表征及性能测试
        2.5.1 金相试样制备
        2.5.2 合金微观组织分析仪器
        2.5.3 显微硬度测试计
        2.5.4 试样耐磨损性能测试仪
        2.5.5 腐蚀电化学测试仪
3 AZ31镁合金表面低功率激光熔凝实验研究
    3.1 引言
    3.2 不同工艺参数对单道扫描熔凝层形貌的影响
    3.3 不同激光工艺参数下熔凝层微观组织、成分及物相分析
        3.3.1 熔凝层形貌与成分分析
        3.3.2 熔凝层物相分析
    3.4 不同激光功率下熔凝层硬度的影响
    3.5 熔凝层摩擦磨损特性
    3.6 熔凝层的腐蚀特性
    3.7 本章小结
4 AZ31镁合金多次激光熔凝实验研究
    4.1 引言
    4.2 激光多次熔凝处理后微观组织分析
    4.3 激光多次熔凝层腐蚀特性分析
    4.4 熔凝层表面物相分析
    4.5 激多次熔凝层硬度分析
    4.6 本章小结
6Al₄V涂层">5 AZ31镁合金表面激光熔覆Ti₆Al₄V涂层
    5.1 引言
6Al₄V熔覆层显微结构分析">    5.2 Ti₆Al₄V熔覆层显微结构分析
    5.3 熔覆层与基体组织界面显微结构
    5.4 熔覆层硬度分析
    5.5 熔覆层腐蚀电化学特性
    5.6 熔覆层摩擦磨损特性
    5.7 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录
    A 作者在攻读学位期间发表的论文目录


【参考文献】：
期刊论文
[1]AZ31镁合金表面磷酸盐-高锰酸盐化学转化膜性能的试验研究[J]. 周蕾玲,马立群,丁毅.  轻合金加工技术. 2009(05)
[2]AM50A镁合金激光表面熔凝层的强化效果与机理[J]. 陈菊芳,张永康,李仁兴,秦海永.  中国有色金属学报. 2008(08)
[3]AM50镁合金表面激光熔凝层的组织与耐蚀性能[J]. 陈菊芳,张永康,许仁军.  中国激光. 2008(02)
[4]镁合金表面化学转化处理进展[J]. 吴丹,杨湘杰.  材料保护. 2007(12)
[5]镁合金变形强韧化研究进展[J]. 王强,张治民,张宝红,张星.  材料导报. 2006(S1)
[6]镁合金塑性成形技术研究进展[J]. 林金保,王渠东,陈勇军.  轻金属. 2006(10)
[7]细晶变形镁合金的研究进展[J]. 夏翠芹,刘平,任凤章,田保红.  材料导报. 2006(09)
[8]镁合金阳极氧化的研究进展与展望[J]. 张荣发,单大勇,韩恩厚,曾志良.  中国有色金属学报. 2006(07)
[9]镁合金加工技术的发展趋势与开发应用前景[J]. 刘静安.  四川有色金属. 2005(04)
[10]镁合金磷酸盐-高锰酸盐化学转化处理工艺研究[J]. 赵明,吴树森,罗吉荣,李东南.  特种铸造及有色合金. 2005(06)

硕士论文
[1]AZ91D镁合金微弧氧化复合工艺及膜层组织与性能研究[D]. 刘莉.江苏科技大学 2014
[2]AZ31B镁合金CO2气体激光表面改性的组织和性能研究[D]. 葛亚琼.太原理工大学 2009



本文编号：3016427