快速凝固/粉末冶金高强度镁合金的制备、组织与性能研究
发布时间：2021-03-08 23:13
镁合金是目前工程应用中最轻的金属结构材料,具有密度低、比强度高、比刚度高和容易回收等优点,在航空航天、汽车制造、医疗器械等领域具有广阔的应用前景。但镁合金本身存在强度偏低和耐蚀性差的缺点,制约着其发展与应用。快速凝固/粉末冶金（RS/PM）技术是一种高效且实用性强的制备高性能镁合金的工艺方法,该技术不仅可以实现晶粒的细化,还可获得新颖的组织和微观结构,具有重要的理论和实际意义。本文以Mg-Zn-Y和Mg-Al-Zn两种合金系为研究对象,以开发和制备高强度RS/PM镁合金及其复合材料为基本研究目的,研究制备工艺、合金成分等因素对RS/PM镁合金组织、结构与性能的影响,对合金的组织转变与强化机制进行深入探究。本论文的工作包括以下四个部分:（1）为了确定制备高强度RS/PM镁合金的合适工艺参数,本论文首先研究了粉末粒度、烧结和挤压工艺对RS/PM Mg-Zn-Y合金组织性能的影响。通过计算,确定采用氩气雾化法制备镁合金的冷却速率为104～107 K/s。相比传统铸态组织,RS粉末组织非常细小。镁合金粉末冷压性能差,采用300℃+ 600 MPa温压烧结工艺制备的圆坯致密度最高、力学性能最好。...
【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：155 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－２镁合金中各滑移系临界剪切应力与变形温度的关系ＩＭ??
过加入Ａｌ、Ｚｎ、Ｃａ和Ｓｎ等表面活性元素来丰富其合金种类，并且稀土元素??的加入可以有效地提高镁合金材料高温性能，扩大镁合金材料在高温条件下??的应用范围，镁合金材料的分类如图１－３所示。??Ｍｇ－Ｌｉ系合金是最轻的金属结构材料且各项性能较好，主要应用在??航空、航天、兵器工业等领域，但由于Ｌｉ为活泼的金属元素，易于与空气或??其他元素发生化学反应，制备工艺相当复杂，原材料价格昂贵，一定程度上??限制了?Ｍｇ－Ｌｉ系合金应用范围。Ｍｇ－Ｍｎ系合金１３（），３１］具有较高的耐腐蚀性，并??且易于焊接，属于中等强度的镁合金系，可用于制造对腐蚀性要求较高的各??种锻件及汽车零部件。Ｍｇ－Ａｌ－Ｚｎ系合金包括ＡＺ３１、ＡＺ６１、ＡＺ９１等，这类??－５?－??
信设备、办公设备、光学设备、体育用品等１０多个领域，特别是将会在汽??车［６＿８】、３Ｃ产品［３８】、航空航天Ｗ、国防军工Ｉ３２，％、生物医用１３９１等领域具有越??来越重要的应用价值和应用前景，近几年我国的镁及镁合金产量统计如图１－４??所示。??（１〇〇??——?９１０３?之００?打，??ＭＯＯ?＾＿?３，－ｉ５?＾０?００??ｍ???￣７ＴＷ册—－Ｈ?■?Ｈ?３５?００????■ｍｉｌｌ??２０１１?２０１２?２０１３?２０１４?２０１５?２０１６?２０１１?２０１２?２０１３?２０１４?２０１５??■?‘￥？产■（万＞１）?■?９合金产量（万》％?＞??图１－４?近几年我国的镁及镁合金的产量??（ａ）镁产量；（ｂ）镁合金产量??－８－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Superior Properties of Mg–4Y–3RE–Zr Alloy Prepared by Powder Metallurgy[J]. Jií Kubásek,Drahomír Dvorsky,Miroslav avojsky,Dalibor Vojtěch,Nad’a Beronská,Michaela Fousová. Journal of Materials Science & Technology. 2017(07)
[2]High Strength, Ductility and Superplasticity Mg-6Zn-1Y-0.6Ce-0.6Zr Alloy Prepared by Rapid Solidification and Reciprocating Extrusion[J]. 杨文朋,郭学锋,REN Fang. Journal of Wuhan University of Technology（Materials Science）. 2017(03)
[3]Effect of Multi-Pass Equal Channel Angular Pressing on the Microstructure and Mechanical Properties of a Heterogeneous Mg88Y8Zn4 Alloy[J]. Huan Liu,Zhaojun Cheng,Kai Yan,Jingli Yan,Jing Bai,Jinghua Jiang,Aibin Ma. Journal of Materials Science & Technology. 2016(12)
[4]Formation Behavior of 14H Long Period Stacking Ordered Structure in Mg–Y–Zn Cast Alloys with Different α-Mg Fractions[J]. Huan Liu,Feng Xue,Jing Bai,Aibin Ma,Jinghua Jiang. Journal of Materials Science & Technology. 2016(12)
[5]镁合金中的准晶及其相变[J]. 杨志卿,刘建方,叶恒强. 中国材料进展. 2016(05)
[6]镁合金在汽车车身上的应用研究[J]. 任兰柱,董瑞君,徐洪,张凯邦. 热加工工艺. 2016(10)
[7]镁合金在航空航天领域研究应用现状与展望[J]. 吴国华,陈玉狮,丁文江. 载人航天. 2016(03)
[8]大塑性变形镁合金的晶粒细化(英文)[J]. 陈勇军,王渠东,林金保,刘满平,Jarle HJELEN,Hans J.ROVEN. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014(12)
[9]心血管支架用Mg-Nd-Zn-Zr生物可降解镁合金的性能研究[J]. 章晓波,毛琳,袁广银,王章忠. 稀有金属材料与工程. 2013(06)
[10]镁合金在车辆结构构件上的应用[J]. 森久史,彭惠民. 国外机车车辆工艺. 2013(01)
博士论文
[1]不同尺寸SiCp增强AZ31B镁基复合材料的制备及组织性能[D]. 沈明杰.哈尔滨工业大学 2014
[2]反复压缩大塑性变形制备镁基复合材料的组织与性能研究[D]. 郭炜.上海交通大学 2013
[3]3C镁合金在模拟汗液中的腐蚀行为与防护技术研究[D]. 吴锋景.重庆大学 2011
[4]粉末热挤压制备高性能镁合金研究[D]. 张振亚.山东大学 2010
[5]TiCp/AZ91镁基复合材料组织及耐磨性的研究[D]. 修坤.吉林大学 2006
硕士论文
[1]合金元素及凝固速度对AM60镁合金组织和性能影响[D]. 许婷熠.重庆大学 2016
[2]位错与{10（1-）2}拉伸孪晶作用对镁合金力学行为的影响研究[D]. 吕良辰.重庆大学 2015
[3]Mg-Zn-Y系与Mg-Al-Zn系镁合金半固态制备研究[D]. 刘伟.西南交通大学 2015
[4]AZ31镁合金热变形力学行为和动态再结晶的研究[D]. 赵国丹.重庆大学 2005
本文编号：3071825
【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：155 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－２镁合金中各滑移系临界剪切应力与变形温度的关系ＩＭ??
过加入Ａｌ、Ｚｎ、Ｃａ和Ｓｎ等表面活性元素来丰富其合金种类，并且稀土元素??的加入可以有效地提高镁合金材料高温性能，扩大镁合金材料在高温条件下??的应用范围，镁合金材料的分类如图１－３所示。??Ｍｇ－Ｌｉ系合金是最轻的金属结构材料且各项性能较好，主要应用在??航空、航天、兵器工业等领域，但由于Ｌｉ为活泼的金属元素，易于与空气或??其他元素发生化学反应，制备工艺相当复杂，原材料价格昂贵，一定程度上??限制了?Ｍｇ－Ｌｉ系合金应用范围。Ｍｇ－Ｍｎ系合金１３（），３１］具有较高的耐腐蚀性，并??且易于焊接，属于中等强度的镁合金系，可用于制造对腐蚀性要求较高的各??种锻件及汽车零部件。Ｍｇ－Ａｌ－Ｚｎ系合金包括ＡＺ３１、ＡＺ６１、ＡＺ９１等，这类??－５?－??
信设备、办公设备、光学设备、体育用品等１０多个领域，特别是将会在汽??车［６＿８】、３Ｃ产品［３８】、航空航天Ｗ、国防军工Ｉ３２，％、生物医用１３９１等领域具有越??来越重要的应用价值和应用前景，近几年我国的镁及镁合金产量统计如图１－４??所示。??（１〇〇??——?９１０３?之００?打，??ＭＯＯ?＾＿?３，－ｉ５?＾０?００??ｍ???￣７ＴＷ册—－Ｈ?■?Ｈ?３５?００????■ｍｉｌｌ??２０１１?２０１２?２０１３?２０１４?２０１５?２０１６?２０１１?２０１２?２０１３?２０１４?２０１５??■?‘￥？产■（万＞１）?■?９合金产量（万》％?＞??图１－４?近几年我国的镁及镁合金的产量??（ａ）镁产量；（ｂ）镁合金产量??－８－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Superior Properties of Mg–4Y–3RE–Zr Alloy Prepared by Powder Metallurgy[J]. Jií Kubásek,Drahomír Dvorsky,Miroslav avojsky,Dalibor Vojtěch,Nad’a Beronská,Michaela Fousová. Journal of Materials Science & Technology. 2017(07)
[2]High Strength, Ductility and Superplasticity Mg-6Zn-1Y-0.6Ce-0.6Zr Alloy Prepared by Rapid Solidification and Reciprocating Extrusion[J]. 杨文朋,郭学锋,REN Fang. Journal of Wuhan University of Technology（Materials Science）. 2017(03)
[3]Effect of Multi-Pass Equal Channel Angular Pressing on the Microstructure and Mechanical Properties of a Heterogeneous Mg88Y8Zn4 Alloy[J]. Huan Liu,Zhaojun Cheng,Kai Yan,Jingli Yan,Jing Bai,Jinghua Jiang,Aibin Ma. Journal of Materials Science & Technology. 2016(12)
[4]Formation Behavior of 14H Long Period Stacking Ordered Structure in Mg–Y–Zn Cast Alloys with Different α-Mg Fractions[J]. Huan Liu,Feng Xue,Jing Bai,Aibin Ma,Jinghua Jiang. Journal of Materials Science & Technology. 2016(12)
[5]镁合金中的准晶及其相变[J]. 杨志卿,刘建方,叶恒强. 中国材料进展. 2016(05)
[6]镁合金在汽车车身上的应用研究[J]. 任兰柱,董瑞君,徐洪,张凯邦. 热加工工艺. 2016(10)
[7]镁合金在航空航天领域研究应用现状与展望[J]. 吴国华,陈玉狮,丁文江. 载人航天. 2016(03)
[8]大塑性变形镁合金的晶粒细化(英文)[J]. 陈勇军,王渠东,林金保,刘满平,Jarle HJELEN,Hans J.ROVEN. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014(12)
[9]心血管支架用Mg-Nd-Zn-Zr生物可降解镁合金的性能研究[J]. 章晓波,毛琳,袁广银,王章忠. 稀有金属材料与工程. 2013(06)
[10]镁合金在车辆结构构件上的应用[J]. 森久史,彭惠民. 国外机车车辆工艺. 2013(01)
博士论文
[1]不同尺寸SiCp增强AZ31B镁基复合材料的制备及组织性能[D]. 沈明杰.哈尔滨工业大学 2014
[2]反复压缩大塑性变形制备镁基复合材料的组织与性能研究[D]. 郭炜.上海交通大学 2013
[3]3C镁合金在模拟汗液中的腐蚀行为与防护技术研究[D]. 吴锋景.重庆大学 2011
[4]粉末热挤压制备高性能镁合金研究[D]. 张振亚.山东大学 2010
[5]TiCp/AZ91镁基复合材料组织及耐磨性的研究[D]. 修坤.吉林大学 2006
硕士论文
[1]合金元素及凝固速度对AM60镁合金组织和性能影响[D]. 许婷熠.重庆大学 2016
[2]位错与{10（1-）2}拉伸孪晶作用对镁合金力学行为的影响研究[D]. 吕良辰.重庆大学 2015
[3]Mg-Zn-Y系与Mg-Al-Zn系镁合金半固态制备研究[D]. 刘伟.西南交通大学 2015
[4]AZ31镁合金热变形力学行为和动态再结晶的研究[D]. 赵国丹.重庆大学 2005
本文编号：3071825
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/yjlw/3071825.html
