机械振动及稀土锶复合对镁合金组织性能及夹杂物的影响

论文摘要

利用工业上普遍应用的AZ91D和AM50B镁合金作为原料,在合金中以复合形式分别加入Y和Ce稀土元素、金属Sr和Y、金属Sr和Ce,研究它们的复合作用对镁合金组织性能的影响。还通过在AZ91D和AM50B及复合处理镁合金凝固过程中施加不同振幅的机械振动,来研究机械振动对镁合金组织、性能以及对合金中夹杂物分布、尺寸、形状的影响。研究结果表明,在本实验范围内,在合金熔炼过程中复合加入稀土元素(Y和Ce)以及金属Sr和Y(Ce),能够明显细化合金微观组织,并且显著提高合金力学性能。在AZ91D、AM50B镁合金的凝固过程中施加不同振幅的机械振动,能细化合金铸态组织,提高合金力学性能,同时还可以使合金中夹杂物下沉,减小夹杂物的尺寸以及改善夹杂物形状。对稀土锶复合镁合金的凝固过程施加不同振幅的机械振动后,合金铸态组织在添加微量元素的基础上得到了进一步细化,其力学性能进一步提高,并且随着振幅的增大,力学性能呈逐渐提高的趋势。根据实验结果,开发了机械振动沉降合金中夹杂物再将其截去净化镁合金的方法,设计机械振动用铸锭浇注模具,并将其应用在铸锭生产中。

论文目录

• 提要
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的目的和意义
• 1.2 镁合金强化研究的发展现状
• 1.2.1 细晶强化的研究
• 1.2.2 热处理强化的研究
• 1.2.3 稀土合金强化研究
• 1.3 镁合金熔体净化的研究现状
• 1.3.1 镁合金中夹杂物的来源及其对合金性能的影响
• 1.3.2 镁合金熔体的净化方法
• 1.3.2.1 熔剂吸附法
• 1.3.2.2 浮游法
• 1.3.2.3 过滤法
• 1.3.3 稀土对镁合金净化的研究
• 1.3.4 电磁振动对镁合金净化的研究
• 1.4 机械振动结晶的研究现状及发展趋势
• 1.4.1 机械振动结晶研究的发展
• 1.4.2 国内外机械振动结晶研究情况
• 1.4.3 机械振动结晶在有色金属领域的研究
• 1.5 本文研究内容
• 第2章 试验方案设计及方法
• 2.1 试验用材料
• 2.2 试验方案
• 2.2.1 合金加入量的选择
• 2.2.2 机械振动振幅的选择
• 2.3 试样制备
• 2.3.1 合金熔炼及浇铸工艺
• 2.3.2 制备试样
• 2.4 组织分析及性能测试
• 2.4.1 夹杂物分析
• 2.4.2 XRD 合金组成相分析
• 2.4.3 能谱分析和扫描电镜分析
• 2.4.4 金相显微分析
• 2.4.5 力学性能测试
• 2.5 实验仪器及设备
• 第3章 稀土锶复合对镁合金组织性能的影响
• 3.1 引言
• 3.2 实验方法
• 3.3 钇锶复合对镁合金组织和性能的影响
• 3.3.1 钇锶复合对AZ91D 镁合金组织性能的影响
• 3.3.1.1 钇锶复合对AZ91D 镁合金微观组织的影响
• 3.3.1.2 钇锶复合对AZ91D 镁合金力学性能的影响
• 3.3.2 钇锶复合对AM50B 合金组织性能的影响
• 3.3.2.1 钇锶复合对AM50B 合金微观组织的影响
• 3.3.2.2 钇锶复合对AM50B 合金力学性能的影响
• 3.4 钇铈复合对镁合金组织和性能的影响
• 3.4.1 钇铈复合对AZ91D 镁合金组织性能的影响
• 3.4.1.1 钇铈复合对AZ91D 镁合金微观组织的影响
• 3.4.1.2 钇铈复合对AZ91D 镁合金力学性能的影响
• 3.4.2 钇铈复合对AM50B 合金组织性能的影响
• 3.4.2.1 钇铈复合对 AM50B 合金微观组织的影响
• 3.4.2.2 钇铈复合对AM50B 合金力学性能的影响
• 3.5 铈锶复合对镁合金组织和性能的影响
• 3.5.1 铈锶复合对AZ91D 镁合金组织性能的影响
• 3.5.1.1 铈锶复合对AZ91D 镁合金微观组织的影响
• 3.5.1.2 铈锶复合对AZ91D 镁合金力学性能的影响
• 3.5.2 铈锶复合对AM50B 合金组织性能的影响
• 3.5.2.1 铈锶复合对AM50B 合金微观组织的影响
• 3.5.2.2 铈锶复合对AM50B 合金力学性能的影响
• 3.6 稀土锶复合AZ91D 和AM50B 镁合金的组织性能对比
• 3.7 本章结论
• 第4章 机械振动对AZ91D和AM50B合金组织性能及夹杂物的影响
• 4.1 引言
• 4.2 实验方法
• 4.3 机械振动对AZ91D 合金组织性能的影响
• 4.3.1 机械振动对AZ91D 合金微观组织的影响
• 4.3.2 机械振动对AZ91D 镁合金中非金属夹杂物的影响
• 4.3.2.1 机械振动对AZ91D 镁合金中夹杂物分布的影响
• 4.3.2.2 AZ91D 镁合金中非金属夹杂物形态
• 4.3.2.3 机械振动对AZ91D 镁合金中夹杂物形状的影响
• 4.3.2.4 机械振动对AZ91D 镁合金中夹杂物尺寸的影响
• 4.3.3 机械振动对AZ91D 镁合金力学性能的影响
• 4.4 机械振动对AM50B 镁合金组织性能的影响
• 4.4.1 机械振动对AM50B 镁合金微观组织的影响
• 4.4.2 机械振动对AM50B 镁合金中非金属夹杂物的影响
• 4.4.2.1 机械振动对AM50B 镁合金中夹杂物分布的影响
• 4.4.2.2 AM50B 镁合金中夹杂物组织照片
• 4.4.2.3 机械振动对 AM50B 镁合金中夹杂物形状的影响
• 4.4.2.4 机械振动对AM50B 镁合金中夹杂物尺寸的影响
• 4.4.3 机械振动对AM50B 镁合金力学性能的影响
• 4.5 本章结论
• 第5章 机械振动对稀土锶复合镁合金组织性能及夹杂物的影响
• 5.1 引言
• 5.2 实验方法
• 5.3 机械振动对稀土锶复合镁合金组织和性能的影响
• 5.3.1 机械振动对钇锶复合镁合金组织性能的影响
• 5.3.1.1 机械振动对钇锶复合镁合金微观组织的影响
• 5.3.1.2 机械振动对钇锶复合镁合金力学性能的影响
• 5.3.2 机械振动对钇铈复合镁合金组织性能的影响
• 5.3.2.1 机械振动对钇铈复合镁合金微观组织的影响
• 5.3.2.2 机械振动对钇铈复合镁合金力学性能的影响
• 5.3.3 机械振动对铈锶复合镁合金组织性能的影响
• 5.3.3.1 机械振动对铈锶复合镁合金微观组织的影响
• 5.3.3.2 机械振动对铈锶复合镁合金力学性能的影响
• 5.4 振幅对钇锶复合镁合金组织性能及夹杂物的影响
• 5.4.1 振幅对钇锶复合 AZ91D 镁合金组织性能及夹杂物的影响
• 5.4.1.1 振幅对钇锶复合AZ91D 镁合金铸态组织的影响
• 5.4.1.2 振幅对钇锶复合AZ91D 镁合金夹杂物的影响
• 5.4.1.3 振幅对钇锶复合AZ91D 镁合金力学性能的影响
• 5.4.2 振幅对钇锶复合AM50B 镁合金组织性能及夹杂物的影响
• 5.4.2.1 振幅对钇锶复合AM50B 镁合金铸态组织的影响
• 5.4.2.2 振幅对钇锶复合AM50B 镁合金夹杂物的影响
• 5.4.2.3 振幅对钇锶复合AM50B 镁合金力学性能的影响
• 5.5 本章结论
• 第6章 机械振动对镁合金影响的机理及应用
• 6.1 机械振动对镁合金组织细化的机理探讨
• 6.1.1 机械振动对晶粒形核的影响
• 6.1.2 机械振动对枝晶及其生长的影响
• 6.2 机械振动对镁合金组织中夹杂物影响的机理探讨
• 6.2.1 机械振动对夹杂物沉降的影响
• 6.2.2 机械振动对镁合金夹杂物形状尺寸的影响
• 6.3 机械振动在铸锭生产中的应用
• 6.4 本章结论
• 第7章 结论
• 参考文献
• 攻博期间发表的学术论文及参加项目
• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT