激光重熔与激光熔覆对Mg-Zn-Y-Zr合金的组织与性能的影响
发布时间：2021-01-07 11:05
镁合金由于其重量轻和比强度高等特点而广泛用于航空航天,汽车,电子和其他领域。自1990年代在Mg-Zn-RE系列中发现准晶体以来,Mg-Zn-Y-Zr合金相比于Mg-Al合金以其更加优异的性能（如高的强度,抗蠕变性,热稳定性,可塑性和耐蚀性）而成为快速凝固领域的热门研究材料之一。而该合金也同样具有常规牌号Mg合金的缺点,照比其他材料来说,其耐蚀性和摩擦磨损性能仍较低并严重地制约其发展。由于考察到在金属材料表面改性领域中的激光表面处理操作拥有着简便、没有污染、可有选择性地对零件局部表面进行改性等等优势,所以决定采用激光重熔和激光熔覆两种激光技术来有针对性地增强该稀土镁合金的硬度,耐腐蚀性和抗摩擦磨损性能。相应地拓展和开发了稀土镁合金的应用潜力,具有深刻的现实意义。通过使用3kW的DILAS半导体激光器对Mg-1.85Y-7.91Zn-0.75Zr（wt%）合金进行不同功率下的激光重熔实验以及相同激光功率下的激光熔覆实验。采用光学显微镜（OM）,电子扫描显微镜（SEM）,X射线衍射仪（XRD）和能谱仪（EDS）观察所制得试样的组织,形貌,相成分及分布;使用显微硬度计测量维氏硬度;使用摩擦磨...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.2 镁及镁合金概述
1.2.1 镁的概述
1.2.2 镁合金的概述
1.3 激光加工概述
1.3.1 激光加工的分类
1.3.2 激光表面改性
1.3.3 激光重熔（熔凝）
1.3.4 激光熔覆
1.4 镁合金的激光熔覆
1.4.1 纯金属和二元合金涂层
1.4.2 多元合金涂层
1.4.3 复合涂层
1.4.4 稀土元素添加涂料
1.5 本文的研究目的,内容以及创新点
1.5.1 研究目的
1.5.2 研究内容
1.5.3 创新点
第2章 实验材料、设备及方法
2.1 基材熔炼设备,制备过程及化学成分
2.1.1 熔炼设备
2.1.2 铸态合金的制备及化学成分
2.2 激光重熔,激光熔覆设备,参数以及过程
2.3 熔覆材料的选取
2.4 实验分析方法及设备
2.4.1 显微组织的观察
2.4.2 形貌观察,元素分析以及物相分析
2.4.3 硬度及弹性模量测试
2.4.4 摩擦磨损性能测试
2.4.5 电化学测试
2.5 实验流程
第3章 激光重熔Mg-Zn-Y-Zr合金
3.1 引言
3.2 物相分析
3.3 显微组织分析
3.4 纳米压痕测试及显微硬度分析
3.4.1 纳米压痕测试
3.4.2 显微硬度测试
3.5 EBSD测试晶界角测试
3.6 摩擦磨损性能测试
3.7 电化学耐蚀性测试
3.8 本章小结
第4章 激光熔覆Mg-Zn-Y-Zr合金
4.1 引言
4.2 激光熔覆层的相成分和微观结构
4.3 激光熔覆层的显微硬度分布图
4.4 室温摩擦磨损性能
4.5 电化学分析
4.6 激光熔覆过程的探讨
4.7 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Microstructure, tensile properties and mechanical anisotropy of selective laser melted 304L stainless steel[J]. Juan Hou,Wei Chen,Zhuoer Chen,Kai Zhang,Aijun Huang. Journal of Materials Science & Technology. 2020(13)
[2]Room temperature compressive properties and strengthening mechanism of Mg96.17Zn3.15Y0.50Zr0.18 alloy solidified under high pressure[J]. Xiaoping Lin,Zhibin Fan,Chang Xu,Kunyu Guo,Chang Xu,Shiqi Guo. Journal of Rare Earths. 2020(06)
[3]激光冲击层数和氯离子浓度对AM50镁合金耐腐蚀性能的影响[J]. 江崇远,王长雨,罗开玉,鲁金忠. 中国激光. 2018(09)
[4]纳秒激光工艺参数对铝/镁异种焊缝成形的影响[J]. 高琼,王克鸿,郭顺,周琦,彭勇. 中国激光. 2018(01)
[5]扫描方式对激光选区熔化成形316不锈钢性能的影响[J]. 胡全栋,孙帆,李怀学,巩水利. 航空制造技术. 2016(Z1)
[6]镁合金在军事装备中的应用[J]. 康鸿跃,成都理工大学材料与化学化工学院,陈善华,马永平,王忠海. 金属世界. 2008(01)
[7]耐热镁合金的研究现状及发展趋势[J]. 梁维中,吉泽升,左锋,洪艳,刘洪汇,李军,刘洪德. 特种铸造及有色合金. 2003(02)
[8]镁合金在工业及国防中的应用[J]. 许小忠,刘强,程军. 华北工学院学报. 2002(03)
[9]镁合金在汽车上的应用现状[J]. 吕宜振,王渠东,曾小勤,丁文江,朱燕萍. 汽车技术. 1999(08)
博士论文
[1]Mg-Zn-Y（-Gd）镁合金凝固组织与性能的研究[D]. 史菲.哈尔滨工业大学 2015
[2]准晶增强Mg-Zn-Y合金的ECAP变形组织及力学性能[D]. 卢庆亮.山东大学 2006
硕士论文
[1]Gd含量及制备工艺对Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金组织和性能的影响[D]. 孙勇.重庆大学 2016
本文编号：2962449
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.2 镁及镁合金概述
1.2.1 镁的概述
1.2.2 镁合金的概述
1.3 激光加工概述
1.3.1 激光加工的分类
1.3.2 激光表面改性
1.3.3 激光重熔（熔凝）
1.3.4 激光熔覆
1.4 镁合金的激光熔覆
1.4.1 纯金属和二元合金涂层
1.4.2 多元合金涂层
1.4.3 复合涂层
1.4.4 稀土元素添加涂料
1.5 本文的研究目的,内容以及创新点
1.5.1 研究目的
1.5.2 研究内容
1.5.3 创新点
第2章 实验材料、设备及方法
2.1 基材熔炼设备,制备过程及化学成分
2.1.1 熔炼设备
2.1.2 铸态合金的制备及化学成分
2.2 激光重熔,激光熔覆设备,参数以及过程
2.3 熔覆材料的选取
2.4 实验分析方法及设备
2.4.1 显微组织的观察
2.4.2 形貌观察,元素分析以及物相分析
2.4.3 硬度及弹性模量测试
2.4.4 摩擦磨损性能测试
2.4.5 电化学测试
2.5 实验流程
第3章 激光重熔Mg-Zn-Y-Zr合金
3.1 引言
3.2 物相分析
3.3 显微组织分析
3.4 纳米压痕测试及显微硬度分析
3.4.1 纳米压痕测试
3.4.2 显微硬度测试
3.5 EBSD测试晶界角测试
3.6 摩擦磨损性能测试
3.7 电化学耐蚀性测试
3.8 本章小结
第4章 激光熔覆Mg-Zn-Y-Zr合金
4.1 引言
4.2 激光熔覆层的相成分和微观结构
4.3 激光熔覆层的显微硬度分布图
4.4 室温摩擦磨损性能
4.5 电化学分析
4.6 激光熔覆过程的探讨
4.7 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Microstructure, tensile properties and mechanical anisotropy of selective laser melted 304L stainless steel[J]. Juan Hou,Wei Chen,Zhuoer Chen,Kai Zhang,Aijun Huang. Journal of Materials Science & Technology. 2020(13)
[2]Room temperature compressive properties and strengthening mechanism of Mg96.17Zn3.15Y0.50Zr0.18 alloy solidified under high pressure[J]. Xiaoping Lin,Zhibin Fan,Chang Xu,Kunyu Guo,Chang Xu,Shiqi Guo. Journal of Rare Earths. 2020(06)
[3]激光冲击层数和氯离子浓度对AM50镁合金耐腐蚀性能的影响[J]. 江崇远,王长雨,罗开玉,鲁金忠. 中国激光. 2018(09)
[4]纳秒激光工艺参数对铝/镁异种焊缝成形的影响[J]. 高琼,王克鸿,郭顺,周琦,彭勇. 中国激光. 2018(01)
[5]扫描方式对激光选区熔化成形316不锈钢性能的影响[J]. 胡全栋,孙帆,李怀学,巩水利. 航空制造技术. 2016(Z1)
[6]镁合金在军事装备中的应用[J]. 康鸿跃,成都理工大学材料与化学化工学院,陈善华,马永平,王忠海. 金属世界. 2008(01)
[7]耐热镁合金的研究现状及发展趋势[J]. 梁维中,吉泽升,左锋,洪艳,刘洪汇,李军,刘洪德. 特种铸造及有色合金. 2003(02)
[8]镁合金在工业及国防中的应用[J]. 许小忠,刘强,程军. 华北工学院学报. 2002(03)
[9]镁合金在汽车上的应用现状[J]. 吕宜振,王渠东,曾小勤,丁文江,朱燕萍. 汽车技术. 1999(08)
博士论文
[1]Mg-Zn-Y（-Gd）镁合金凝固组织与性能的研究[D]. 史菲.哈尔滨工业大学 2015
[2]准晶增强Mg-Zn-Y合金的ECAP变形组织及力学性能[D]. 卢庆亮.山东大学 2006
硕士论文
[1]Gd含量及制备工艺对Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金组织和性能的影响[D]. 孙勇.重庆大学 2016
本文编号：2962449
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/boshibiyelunwen/2962449.html
