粉末冶金制备Mg-3Al-Zn-xY合金及其组织性能研究

发布时间：2021-04-28 10:42

　　本文以Mg、Al、Zn、Y四种元素粉末为原料，利用机械球磨+真空热压+温挤压工艺方案制备Mg-3Al-Zn-xY（x=0，0.5，1.0，2.0）合金，旨在制备出一种超细晶镁合金材料来提高其强度。系统研究合金制备过程中球磨时间、热压温度、挤压温度以及合金成分Y对镁合金力学性能及腐蚀性能的影响，以期制备出超细晶镁合金并提出改良镁合金力学及耐腐蚀性能的有效途径。本论文首先研究Mg、Al、Zn、Y四种粉末在氩气氛下球磨制备过程中球磨时间和Y的含量对复合粉末的组织结构和形貌的影响。结果表明在适当的球磨条件中，能够得到平均颗粒小于25μm，晶粒尺寸为30⁵0nm的Mg-3Al-Zn-xY复合粉末。采用扫描电镜（SEM）分析了复合粉末形貌以及Y对Mg-3Al-Zn球磨的影响；通过XRD分析了粉末的相成分以及Mg-3Al-Zn-xY合金的晶粒尺寸，结果显示Al、Zn、Y均固溶在Mg基体里，没有形成新相。采用真空-热压+温挤压相结合的工艺方式使Mg-3Al-Zn-xY粉末致密化，并研究了热压温度、挤压温度和Y成分对复合粉末致密度的影响。挤压温度（150²50... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
目录
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 镁合金材料的应用现状
        1.2.1 汽车工业上的应用
        1.2.2 航空航天上的应用
        1.2.3 电子领域上的应用
        1.2.4 其他领域的应用
    1.3 超细晶镁合金材料的研究现状
        1.3.1 晶粒细化的作用
        1.3.2 大塑性变形技术
        1.3.3 粉末冶金技术
    1.4 含 Y 镁合金发展现状
        1.4.1 Y 元素对镁合金的影响
        1.4.2 含 Y 镁合金最新研究成果
    1.5 镁合金耐腐蚀研究现状
        1.5.1 镁的腐蚀机理
        1.5.2 镁合金耐腐蚀最新研究成果
    1.6 选题目的和主要研究内容
        1.6.1 选题的目的和意义
        1.6.2 主要研究内容
第2章 实验材料及实验方法
    2.1 实验材料
    2.2 实验设备
    2.3 实验方案的制定
    2.4 合金组织观察和性能测试方法
        2.4.1 扫描电镜(SEM)
        2.4.2 X 射线衍射分析(XRD)
        2.4.3 透射电镜(TEM)
    2.5 室温力学性能测试
        2.5.1 硬度实验
        2.5.2 拉伸、压缩实验
第3章 Mg-3Al-Zn-xY 复合粉末制备及其组织分析
    3.1 引言
    3.2 Mg-3Al-Zn-xY 球磨时间的确定
        3.2.1 Mg-3Al-Zn 合金粉末制备
        3.2.2 Mg-3Al-Zn 合金粉末形貌分析
    3.3 Mg-3Al-Zn-xY 球磨粉末形貌对比
    3.4 Mg-3Al-Zn-xY 复合粉末的物相分析
    3.5 本章小结
第4章 粉末固结致密化工艺及其性能分析
    4.1 引言
    4.2 纳米晶镁合金粉末的真空-热压工艺
        4.2.1 复合粉末热压过程
        4.2.2 真空-热压温度与粉末预制坯的关系
        4.2.3 Mg-3Al-Zn-xY 热压预制坯准备
    4.3 镁合金预制坯温挤压实验
        4.3.1 温挤压工艺
        4.3.2 温挤压过程
        4.3.3 棒材致密度
    4.4 Mg-3Al-Zn-xY 棒材 TEM 分析
    4.5 Mg-3Al-Zn-xY 棒材力学性能分析
        4.5.1 硬度分析
        4.5.2 拉伸性能分析
        4.5.3 拉伸断口分析
        4.5.4 压缩性能分析
    4.6 本章小结
第5章 Mg-3Al-Zn-xY 合金耐腐蚀性能研究
    5.1 引言
    5.2 稀土元素对 Mg-3Al-Zn 极化行为的影响
        5.2.1 极化曲线的测量
        5.2.2 Mg-3Al-Zn-xY 在 NaCl 溶液中的电化学行为
    5.3 Mg-3Al-Zn-xY 在 NaCl 溶液中浸泡实验
        5.3.1 电化学阻抗普测量
        5.3.2 浸泡时间对 Mg-3Al-Zn 阻抗谱的影响
        5.3.3 Mg-3Al-Zn-xY 的阻抗谱分析
    5.4 Mg-3Al-Zn-xY 的腐蚀形貌
    5.5 Y 在 Mg-3Al-Zn 合金中腐蚀作用分析
    5.6 本章小结
结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]挤压和热处理过程中AZ91镁合金的组织变化（英文）[J]. 李静媛,谢建新,金军兵,王智祥.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012(05)
[2]固化球磨纳米晶粉末制备块体超细晶Mg-3Al-Zn合金（英文）[J]. 房文斌,房娃,孙宏飞.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2011(S2)
[3]应用挤压-剪切大变形工艺细化AZ31镁合金晶粒（英文）[J]. 胡红军,张丁非,杨明波,邓明.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2011(02)
[4]Improvement of corrosion resistance of AZ31 Mg alloy by anodizing with co-precipitation of cerium oxide[J]. Salah Abdelghany SALMAN,Ryo ichi ICHINO,Masazumi OKIDO.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2009(04)
[5]Effect of Ca and Y additions on oxidation behavior of AZ91 alloy at elevated temperatures[J]. 程素玲,杨根仓,樊建锋,李佑杰,周尧和.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2009(02)
[6]镁及镁合金材料的应用及市场开拓前景[J]. 蒋太富,刘静安.  铝加工. 2007(02)
[7]镁合金的性能、成形技术及其应用研究[J]. 房灿峰,张兴国,于延浩,金俊泽.  金属热处理. 2006(03)
[8]稀土在镁及镁合金中的作用[J]. 范才河,陈刚,严红革,陈振华.  材料导报. 2005(07)
[9]变形镁合金的研究、开发及应用[J]. 余琨,黎文献,王日初,马正青.  中国有色金属学报. 2003(02)
[10]Mg合金的腐蚀与防护[J]. 余刚,刘跃龙,李瑛,叶立元,郭小华,赵亮.  中国有色金属学报. 2002(06)

博士论文
[1]粉末冶金超细晶AZ31镁合金材料制备与力学性能研究[D]. 王辛.哈尔滨工业大学 2013



本文编号：3165336