AZ31B镁合金激光表面处理的组织和性能

发布时间：2017-08-24 06:38

  本文关键词：AZ31B镁合金激光表面处理的组织和性能

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【摘要】：本文采用YLS-3000型激光器对AZ31B镁合金进行表面激光熔凝处理，并研究了激光功率和扫描速度对熔凝区的宏观尺寸、显微组织和硬度的影响。结果表明，AZ31B镁合金经激光熔凝处理后，熔凝区为月牙状，其宽度和深度随着激光功率的增加和激光扫描速度的降低而逐渐增大。金相分析表明，经激光熔凝处理后，熔凝区的显微组织为细密的树枝晶，枝晶间为颗粒状的-Mg17Al12。在熔凝区内部，由底部到表面显微组织逐渐变细，显微硬度也逐渐升高。随着激光扫描速度的增加和激光功率的降低，熔凝区的尺寸逐渐减小，显微组织变得更加细密，显微硬度也随之增加。与熔凝处理前相比，由于组织的细化和颗粒状-Mg17Al12的形成，显微硬度明显提高。当激光功率为300W～1200W、扫描速度为0.001m/s～0.09m/s时，硬度增幅为24%～84%。极图分析表明，激光表面熔凝处理时，熔池内金属凝固时-Mg树枝晶的生长具有明显的择尤取向，形成明显的（0001）基面织构。 采用预置法对AZ31B镁合金进行激光表面Al、Zn合金化处理，并研究激光功率和扫描速度对合金化区的显微组织和硬度的影响。金相分析和X射线衍射分析表明，合金化区内的显微组织与熔凝处理后相似，显微组织为细密的-Mg树枝晶，，由熔池底部到表面组织逐渐变细，但枝晶间的颗粒状β-Mg17Al12明显增加。显微硬度测定表明，经合金化处理后，表层硬化效果比熔凝处理更加明显。随着激光功率的降低或扫描速度的增加，合金化区逐渐减小，显微组织逐渐细化，显微硬度逐渐提高。当激光功率为600W～1000W、扫描速度为0.02m/s～0.07m/s时，显微硬度比合金化处理前提高了72.9%～122%。与激光熔凝表面处理相比，合金化处理后表层强化效果更好，其原因在于Al的熔入提高了枝晶间β-Mg17Al12的数量。极图分析表明，与激光表面熔凝处理相似，合金化处理时熔池内金属凝固时-Mg树枝晶的生长也具有明显的择尤取向，同样形成明显的（0001）基面织构。
【关键词】：镁合金 激光 熔凝处理 合金化 组织 性能
【学位授予单位】：辽宁工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG178
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-21
• 1.1 镁与镁合金10-14
• 1.1.1 镁与镁合金的特点10-12
• 1.1.2 镁合金的应用12-13
• 1.1.3 镁合金的分类13-14
• 1.2 镁合金表面改性的研究现状14-17
• 1.2.1 电化学处理15-16
• 1.2.2 机械表面处理16
• 1.2.3 高能束处理16-17
• 1.3 激光表面改性技术17-19
• 1.3.1 激光表面熔凝18
• 1.3.2 激光表面合金化18-19
• 1.3.3 激光表面熔覆19
• 1.4 激光熔凝及激光表面合金化效果的影响因素19
• 1.5 本课题的研究意义与内容19-21
• 2 实验材料与方法21-24
• 2.1 实验材料21
• 2.2 实验方法21-23
• 2.2.1 试样制备21-22
• 2.2.2 实验流程22
• 2.2.3 激光表面处理22-23
• 2.3 金相观察与分析23
• 2.4 X 射线衍射分析23
• 2.5 显微硬度测定23-24
• 3 激光功率对熔凝处理组织和性能的影响24-36
• 3.1 熔凝区的宏观形貌24-26
• 3.2 激光功率对熔凝区宏观尺寸的影响26-27
• 3.3 熔凝区的微观组织分析27-31
• 3.3.1 熔凝区的显微组织27-29
• 3.3.2 激光功率对熔凝区显微组织的影响29-31
• 3.4 熔凝区的显微硬度分析31-36
• 4 激光扫描速度对熔凝处理组织和性能的影响36-41
• 4.1 激光扫描速度对熔凝区的宏观尺寸的影响36-37
• 4.2 激光扫描速度对熔凝区显微组织的影响37-39
• 4.3 激光扫描速度对熔凝区显微硬度的影响39-41
• 5 熔凝层 X 射线衍射分析41-45
• 5.1 熔凝层的 X 射线物相分析41-43
• 5.2 熔凝层的极图分析43-45
• 6 激光功率对表面合金化处理组织和性能的影响45-54
• 6.1 合金化区的宏观形貌45-46
• 6.2 激光功率对合金化区宏观尺寸的影响46-47
• 6.3 合金化区的显微组织分析47-51
• 6.3.1 合金化区的显微组织特征47-49
• 6.3.2 激光功率对合金化区显微组织的影响49-51
• 6.4 合金化区的显微硬度分析51-54
• 7 激光扫描速度对表面合金化处理组织和性能的影响54-59
• 7.1 激光扫描速度对合金化区宏观尺寸的影响54-55
• 7.2 激光扫描速度对合金化区显微组织的影响55-57
• 7.3 合金化区的显微硬度分析57-59
• 8 合金化层 X 射线衍射分析59-62
• 8.1 合金化层的 X 射线物相分析59-60
• 8.2 合金化层的极图分析60-62
• 9 结论62-63
• 参考文献63-65
• 致谢65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：729788