Mg-Al-Sn-Zn系铸造合金组织及力学性能的研究

发布时间：2017-07-26 16:35

  本文关键词：Mg-Al-Sn-Zn系铸造合金组织及力学性能的研究

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【摘要】：镁合金由于具有较高的比强度、比刚度等优势，在汽车、航空、航天等工业具有广泛的应用。本文针对现有Mg-Al-Sn铸造镁合金的力学性能比较低，对该铸造镁合金的Al含量进行了调整，并加入了Zn。对Mg-Al-Sn-Zn合金进行合理的成分设计，以期提高合金的强度和塑性。本文的实验过程包括合金的成分设计，合金工艺上面优化并通过金相分析，SEM分析和EDS能谱分析和XRD衍射分析进行理论分析。 由于Sn元素价格昂贵，而且2wt.%Sn被认为是其高耐热性能的重要含量，为此本文的研究重点是基于2wt.%Sn，研究Al和Zn含量变化对合金组织和性能的影响。本文实验先以Mg-xAl-2Sn-0Zn系合金为研究对象，通过分别加入2wt.%、4wt.%、6wt.%、8wt.%Al，探讨Al对提高Mg-Al-Sn-Zn系镁合金的组织和力学性能的影响。研究发现，随着Al在Mg-Al-Sn-Zn系合金中加入量的提高，Mg-Al-Sn-Zn系镁合金的拉伸性能，屈服性能以及伸长率都在不断的提高。其中，Mg-8Al-2Sn-0Zn的拉伸性能最高，抗拉强度为176MPa，屈服强度达到139MPa，伸长率达到3.3%。 本文基于2wt.%Sn和6wt,%Al的Mg-Al-Sn-Zn系镁合金，，分别加入含量为1wt.%、2wt.%、3wt.%、4wt.%Zn，探讨Al对提高Mg-Al-Sn-Zn系镁合金的组织和力学性能的影响。研究发现，当含有3wt.%Zn的Mg-8Al-2Sn-3Zn合金具有最高的拉伸性能，其抗拉强度达到181MPa、屈服强度达到137MPa。 对铸态Mg-6Al-2Sn-3Zn合金进行了温度为350℃/12h的固溶处理，之后在200℃下分别进行时效2、4、8、16和24小时的时效处理。研究发现，在时效时间在2小时到16小时的区间内，合金的硬度值持续增加，当时效时间超过16小时，硬度值显著下降。Mg-6Al-2Sn-3Zn合金经350℃/12h的固溶处理，时效温度200oC、时效时间为16h后，抗拉强度可达到峰值261.8MPa，屈服强度最大值为177.6MPa，屈服率达到7.2%。
【关键词】：Mg-Al-Sn-Zn系合金 力学性能 铸态组织 热处理 成分优化
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG146.22
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-23
• 1.1 镁及镁合金性质及应用8-9
• 1.2 镁合金的特点及分类9-12
• 1.2.1 镁合金的特点9-10
• 1.2.2 镁合金的分类10-12
• 1.3 镁合金的强化机制12-15
• 1.3.1 细晶强化12-13
• 1.3.2 沉淀强化13-14
• 1.3.3 合金化强化14-15
• 1.4 镁合金的塑性研究及应用15-19
• 1.5 Mg-Al-Sn-Zn 系合金国内外研究现状19-20
• 1.6 研究意义及课题内容20-23
• 1.6.1 研究意义20-21
• 1.6.2 课题内容21-22
• 1.6.3 课题技术路线22-23
• 第2章 实验方案及设备23-25
• 2.1 实验主要方案23-24
• 2.2 实验主要方法24
• 2.3 实验材料与过程24-25
• 第3章 实验数据及结果25-44
• 3.1 Al 含量对 Mg-Al-Sn-Zn 合金的影响25-34
• 3.1.1 合金的成分结构26-27
• 3.1.2 合金的 XRD 分析27
• 3.1.3 不同 Al 含量对 Mg-Al- Sn 系合金的组织的影响27-33
• 3.1.4 不同 Al 含量对 Mg-Al-Sn 系合金的力学性能33-34
• 3.2 Zn 含量对 Mg-Al-Sn-Zn 合金的影响34-40
• 3.2.1 Zn 对 Mg-Al-Sn-Zn 系铸造合金显微组织的影响35-40
• 3.2.3 Zn 对 Mg-Al-Sn-Zn 系合金力学性能的影响40
• 3.3 时效处理对 Mg-Al-Sn-Zn 合金的影响40-44
• 3.3.1 时效处理对 Mg-Al-Sn-Zn 系合金的显微组织的影响41-42
• 3.3.2 时效处理对 Mg-Al-Sn-Zn 系合金的力学性能的影响42-44
• 第4章 实验结果分析44-52
• 4.1 Al 对 Mg-Al-Sn-Zn 合金的组织及力学性能的影响分析44-46
• 4.1.1 Al 对 Mg-Al-Sn-Zn 合金的组织影响分析44
• 4.1.2 Al 对 Mg-Al-Sn-Zn 合金的力学性能的影响分析44-46
• 4.2 Zn 对 Mg-Al-Sn-Zn 合金的组织及力学性能的影响分析46-49
• 4.2.1 Zn 对 Mg-Al-Sn-Zn 合金的组织影响分析46-48
• 4.2.2 Zn 对 Mg-Al-Sn-Zn 合金的力学性能的影响分析48-49
• 4.3 时效处理对 Mg-Al-Sn-Zn 合金的组织及力学性能的影响分析49-52
• 4.3.1 时效处理对 Mg-Al-Sn-Zn 合金的组织的影响分析49-50
• 4.3.2 时效处理对 Mg-Al-Sn-Zn 合金的力学性能的影响分析50-52
• 第5章 结论52-53
• 参考文献53-56
• 在学研究成果56-57
• 致谢57

【参考文献】

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1 黄光杰;赵国丹;;AZ31镁合金热变形规律的研究[J];重庆工学院学报;2006年02期

2 黄光胜;黄光杰;汪凌云;潘复生;;变形镁合金塑性的改善[J];材料导报;2006年01期

3 陈振华;杨春花;黄长清;夏伟军;严红革;;镁合金塑性变形中孪生的研究[J];材料导报;2006年08期

4 赵亚忠;彭建;宋成猛;潘复生;;高塑性镁合金的研究现状[J];材料导报;2008年10期

5 郗雨林,柴东朗,张文兴,席生歧,周敬恩;粉末冶金法制备SiC晶须增强MB15镁基复合材料[J];稀有金属材料与工程;2005年07期

6 翟春泉,曾小勤,丁文江,王渠东,吕宜振,徐小平;镁合金的开发与应用[J];机械工程材料;2001年01期

7 张永刚,陈昌麒;钛铝金属间化合物基合金中的孪生与孪生交互作用[J];航空学报;2000年S1期

8 曾荣昌,柯伟,徐永波,韩恩厚,朱自勇;Mg合金的最新发展及应用前景[J];金属学报;2001年07期

9 田素贵,杨景红,于兴福,孙根荣,金敬铉,徐永波,胡壮麒;AZ31镁合金蠕变初期的变形特征[J];金属学报;2005年04期

10 蒋太富;刘静安;;镁及镁合金材料的应用及市场开拓前景[J];铝加工;2007年02期

本文编号：577362