激光冲击强化AM50镁合金的微观组织及抗腐蚀性能研究

发布时间：2017-12-17 09:02

  本文关键词：激光冲击强化AM50镁合金的微观组织及抗腐蚀性能研究

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【摘要】：镁合金具有诸多优良特性,已在航空航天、汽车、计算机、电子通讯、国防军事等领域得到广泛应用。但镁合金在潮湿的环境下易发生电化学腐蚀,在受载情况下易发生应力腐蚀,从而导致破坏性事故发生。激光冲击强化是一种新型表面强化技术,可以有效改善材料的微观组织,减少或延迟裂纹的形核和扩展,提高金属材料的耐腐蚀性能。目前,激光冲击强化对镁合金抗腐蚀性能的影响及镁合金深度方向微观组织和性能的影响尚缺乏系统的研究。因此,本文以AM50镁合金为对象,系统研究了激光冲击强化对镁合金抗腐蚀性能和微观组织的影响。获得了一些主要结论和成果:(1)通过ABAQUS有限元模拟软件建立了三维分析模型,研究了双面“交叉”冲击和双面“先后”冲击两种路径对残余应力场的影响,并分析比较了两种冲击路径的优劣。结果表明:双面交叉冲击试样上表面的残余压应力值及层深都略小于先后冲击试样上表面的对应值,但双面交叉冲击试样下表面的残余压应力值及层深却大于先后冲击试样下表面的对应值。随着激光冲击强化层数的增加,双面交叉冲击试样的上、下两个表面残余压应力数值及层深差异逐渐缩小;然而双面先后冲击试样的上、下两个表面残余压应力数值及层深差异却在逐渐变大。(2)研究了激光冲击强化层数及腐蚀液浓度对AM50镁合金抗应力腐蚀性能的影响。结果表明:在浓度为3.5%的氯化钠腐蚀溶液中,激光冲击强化试样相比于未冲击试样的抗拉强度、最大应变及断裂时间都得到了明显提升,表明抗应力腐蚀性能得到了改善;并且随着激光冲击强化层数的增加,其抗应力腐蚀性能得到进一步改善。在浓度为3.5%、7%和14%这三种腐蚀溶液中,随着腐蚀液浓度的增大,无论是未冲击试样还是激光冲击强化试样都会随着溶液浓度的增大,抗腐蚀性能减弱;但无论在哪一种浓度的腐蚀溶液中,激光冲击强化试样相比于未冲击试样抗应力腐蚀性能都有明显的提升。(3)研究了激光冲击强化层数及腐蚀液浓度对AM50镁合金抗电化学腐蚀性能的影响。在浓度为3.5%的腐蚀溶液中,激光冲击强化试样相比于未冲击试样的抗电化学腐蚀性能得到了明显改善;并且随着激光冲击强化层数的增加,其抗电化学腐蚀性能得到进一步改善,但改善的幅度减小。在浓度为3.5%、7%和14%这三种腐蚀溶液中,随着腐蚀液浓度的倍增,无论是冲击试样还是未冲击试样抗腐蚀性能都逐渐减弱;但无论在哪一种浓度的溶液中,激光冲击强化试样相比于未冲击试样的抗腐蚀性能都有明显提升。(4)研究了激光冲击强化层数对镁合金深度方向上微观组织及性能的影响规律:当对AM50镁合金进行1层激光冲击强化后,镁合金表层的显微硬度值提高19%、残余压应力达到-225 MPa,晶粒尺寸从原始的50μm左右细化到10μm;同时显微硬度提高区,晶粒细化层及残余压应力层的深度基本一致。当冲击层数增加到2层时,镁合金表层的显微硬度值、残余压应力值及晶粒细化程度得到进一步改善,且改善区域的深度依然保持一致,但改善的幅度减小。综上所述,本文的研究为激光冲击强化对AM50镁合金的抗腐蚀性能及微观组织的影响提供了可供参考的理论与试验依据。
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TG146.22;TG665

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本文编号：1299497