钙与钇对铸态AZ91D镁合金组织与性能的影响

发布时间：2017-09-09 23:32

  本文关键词：钙与钇对铸态AZ91D镁合金组织与性能的影响

  更多相关文章： AZ91D镁合金 钇 钙 微观组织 力学性能 腐蚀性能

【摘要】：镁合金由于其具有密度小、比强度及比刚度高以及对环境的友好性等诸多优点,近年来已经成为汽车、电子等行业重要的轻量化应用材料。AZ91D镁合金是应用最为广泛的镁合金类型,但力学性能较差,尤其是高温力学性能较差限制了其在相关领域的进一步应用。本文采用真空感应熔炼技术,将AZ91D镁合金作为基体,以稀土元素Y与碱土元素Ca作为合金化元素,研究这两种元素单独及复合添加对合金组织及室温力学性能、高温拉伸性能、耐蚀性的影响并对机理进行分析。研究发现Ca与Y分别单独添加到合金中都可以起到细化α-Mg基体组织,使β-Mg17Al12相分布均匀化的作用,Ca在较少添加量时就有明显的效果,但Y整体效果更为显著。随Ca添加量的增多,合金的力学性能及耐蚀性都呈先升后降变化。当添加量较少时(0.8Wt%),Ca会溶入到β-Mg17Al12中,实验结果表明,Ca的溶入会使得合金力学性能得到强化,当Ca添加量为0.4Wt%时,室温塑韧性得以提高,而室温强度最大值在Ca添加量为0.8Wt%时取得。当Ca的添加量为1.2Wt%时,Al2Ca相在界面处与β-Mg17Al12连续生成。实验结果表明,该相的存在会使得合金室温力学性能下降,但高温拉伸性能及耐蚀性会进一步得到加强,并在此时取得最优值。随Y添加量的增多,合金的力学性能呈先升后降变化,且提升效果较Ca更为显著。当Y添加量为0.8Wt%,Al2Y相弥散分布在合金中。实验结果表明,在Y的添加量为1.2Wt%时,力学性能最佳。而Y对合金耐蚀性的提高效果显著,仅在添加量为2.0Wt%时,有小幅下降。硬度测试结果表明,合金硬度值在Ca与Y单独添加时,整体与添加量成正比,而Y强化效果更佳。研究发现在1.2Wt%Y的基础上,复合添加Ca可以均匀化合金组织,而Ca也会溶入到β-Mg17Al12相中,从而使得合金力学性能进一步提升。随Ca添加量的增大,合金的力学性能呈先升后降变化。实验结果表明,在Ca的添加量为0.3Wt%时,室温塑韧性得以进一步提升。而室温拉伸强度与高温拉伸性能在Ca的添加量为0.6Wt%时达到最优值,之后随Ca添加量增大,合金力学性能急剧下降。同时,Ca的复合添加会使得合金耐蚀性下降,但对硬度的影响不大。
【关键词】：AZ91D镁合金 钇 钙 微观组织 力学性能 腐蚀性能
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG146.22
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-20
• 1.1 镁合金的性能特征9-11
• 1.2 镁合金的应用11-12
• 1.3 主要合金元素及作用12-14
• 1.4 镁合金强化途径14-16
• 1.5 Mg-Al系合金国内外研究现状16-18
• 1.6 课题研究的意义、目的及内容18-20
• 1.6.1 课题研究的意义与目的18-19
• 1.6.2 课题的研究内容19-20
• 第2章 试验内容与分析方法20-28
• 2.1 技术路线20
• 2.2 实验材料与合金制备20-24
• 2.2.1 实验材料20-21
• 2.2.2 合金制备21-24
• 2.3 分析方法24-28
• 2.3.1 金相制备24-25
• 2.3.2 组织观察及物相分析25
• 2.3.3 性能分析25-28
• 第3章 钙对铸态AZ91D镁合金组织与性能的影响28-46
• 3.1 Ca对合金组织的影响28-33
• 3.2 Ca对合金组织影响的分析33-36
• 3.3 Ca对合金性能的影响36-44
• 3.3.1 Ca对室温拉伸性能的影响36-39
• 3.3.2 Ca对高温拉伸性能的影响39-41
• 3.3.3 Ca对室温冲击韧性与硬度的影响41-42
• 3.3.4 Ca对耐蚀性的影响42-44
• 3.4 本章小结44-46
• 第4章 钇对铸态AZ91D镁合金组织与性能的影响46-60
• 4.1 Y对合金组织的影响46-50
• 4.2 Y对合金组织影响的分析50-52
• 4.3 Y对合金性能的影响52-58
• 4.3.1 Y对室温拉伸性能的影响52-54
• 4.3.2 Y对高温拉伸性能的影响54-56
• 4.3.3 Y对室温冲击韧性与硬度的影响56-57
• 4.3.4 Y对耐蚀性的影响57-58
• 4.4 本章小结58-60
• 第5章 复合添加对铸态AZ91D镁合金组织与性能的影响60-70
• 5.1 复合添加对合金组织的影响60-64
• 5.2 复合添加对合金性能的影响64-68
• 5.2.1 复合添加对室温拉伸性能的影响64-65
• 5.2.2 复合添加对高温拉伸性能的影响65-66
• 5.2.3 复合添加对室温冲击韧性与硬度的影响66-67
• 5.2.4 复合添加对耐蚀性的影响67-68
• 5.3 本章小结68-70
• 结论70-71
• 参考文献71-77
• 致谢77

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

1 张金玲;王社斌;卫英慧;张俊远;李明照;许并社;;真空熔炼AZ91镁合金过程中Mg元素的蒸发行为[J];稀有金属材料与工程;2007年09期

2 徐卫军;;镁合金腐蚀的负差数效应[J];甘肃联合大学学报(自然科学版);2007年03期

3 夏德宏,郭梁,余涛;镁及镁合金广阔的应用前景[J];金属世界;2005年02期

4 冯奇;范军锋;干频;郑松林;高云凯;;新能源汽车镁合金零部件开发及应用趋势[J];汽车工艺与材料;2010年11期

5 刘波;黎予生;李晓青;刘建才;;长安汽车镁合金技术研究与应用进展[J];汽车工艺与材料;2012年01期

6 严炎祥;镁合金压铸件在汽车工业中的应用和发展[J];上海汽车;2001年04期

7 吉泽升;日本镁合金研究进展及新技术[J];中国有色金属学报;2004年12期

8 周惦武,彭平,庄厚龙,胡艳军,刘金水;Mg_(17)Al_(12)相Ca合金化结构稳定性的第一原理研究[J];中国有色金属学报;2005年04期

，

本文编号：823409