固溶处理对MgAlZn系合金组织和耐腐蚀性能的影响毕业论文.docx
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固溶处理对MgAlZn系合金组织和耐腐蚀性能的影响毕业论文
摘要
论述了Mg-Al-Zn系合金经过固溶处理后组织和耐腐蚀性能的变化。
通过观察经固溶处理后的组织及塔菲尔曲线,对Mg-Al-Zn系合金固溶处理后的组织和电化学腐蚀行为进行了研究。
结果表明,经过固溶处理后的镁合金显微组织晶粒长大明显,β-(Mg17Al12)相部分溶解在基体组织中,在温度达到560度以上时,组织发生过烧现象。
与未经处理镁合金的耐腐蚀性能相比,经过固溶处理后的镁合金耐腐蚀性能无明显增加。
关键词:
镁合金;固溶处理;显微组织;耐腐蚀性能
Title:
SolutionTreatmentonMg-Al-Znalloysorganizationsandtheimpactofcorrosionresistance
Abstract
DiscussestheMg-Al-Znalloyaftersolutiontreatmentandcorrosionresistanceaftertheorganizationchanges.ByobservingtheorganizationaftersolutiontreatmentandtheTafelcurvesofMg-Al-Znalloyaftersolutiontreatmentandelectrochemicalcorrosionbehaviorwasstudied.Theresultsshowedthat,afterthemagnesiumalloyaftersolutiontreatmentmicrostructuregraingrowthsignificantly,β-(Mg17Al12)phasepartiallydissolvedinthematrixorganization,inthetemperaturereaches560degrees,thetissueover-burningphenomenon.Withuntreatedcorrosionresistanceofmagnesiumalloyscomparedtothatafterthemagnesiumalloyaftersolutiontreatmentdidnotincreasethecorrosionresistance.
Keywords:
Magnesiumalloy;Microstructure;Corrosionresistance
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作者签名:
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目录
目录3
第一章绪论4
1.1选题的目的与意义4
1.2镁合金5
1.2.1镁合金的发展5
1.2.2镁合金的性能及应用6
1.2.2.1镁合金在汽车上的应用:
6
1.2.2.2镁合金在3C产品上的应用:
7
1.2.3镁合金的种类及发展趋势7
1.2.3.1镁合金的种类7
1.2.3.2镁合金的发展趋势8
1.3合金元素对镁合金组织和力学性能的影响10
1.3.1镁合金主要化学成分10
1.3.2合金元素对合金组织和力学性能的影响11
1.4固溶处理的作用13
1.4.1固溶与时效处理13
1.5稀土镁合金14
1.5.1稀土镁合金的发展现状14
1.5.2稀土镁合金的开发应用及前景15
1.6本论文的主要研究内容16
第二章试验方法及设备17
2.1实验选用材料17
2.1.1固溶处理实验所使用的材料17
2.1.2金相实验选用的材料17
2.1.3耐腐蚀实验所使用的材料17
2.1.4X射线衍射实验所使用的材料17
2.2实验方案17
2.3实验过程19
2.3.1固溶处理实验的过程19
2.3.2金相实验的过程19
2.2.3极化曲线实验的测试过程19
2.4实验设备20
第三章固溶处理对Mg-Al-Zn系镁合金显微组织的影响22
3.1AZ91D及AZ91D-RE合金的显微组织特征分析22
3.2AZ91D及AZ91D-RE镁合金固溶处理后显微组织特征分析24
3.3本章总结26
第四章固溶温度对Mg-Al-Zn系镁合金显微组织的影响27
4.1不同温度对Mg-Al-Zn系合金显微组织的影响27
4.2本章总结31
第五章固溶时间对Mg-Al-Zn系镁合金显微组织的影响32
5.1不同时间对Mg-Al-Zn系镁合金显微组织的影响32
5.2本章结论34
第六章固溶处理对Mg-Al-Zn系镁合金耐腐蚀性能的影响35
6.1固溶处理后冷却速度对AZ91D-RE系镁合金耐腐蚀性能的影响37
6.2不同固溶处理时间对AZ91D-RE系镁合金耐腐蚀性能的影响38
6.3结论39
第七章结论40
参考文献41
致谢44
第一章绪论
1.1选题的目的与意义
当前,由于环保和节能的需要,汽车轻量化已经成为世界汽车发展的潮流。
汽车轻量化的途径很多,其中采用铝、镁轻质材料是汽车轻量化重要措施。
20世纪90年代以来,全球掀起了镁合金开发应用的热潮,镁合金以其丰富的资源、可回收再生、高比强度、高比刚性、优异的压铸性能、良好切削加工性、阻尼减振和再生循环等突出性能,正重新在汽车轻量化结构材料领域发挥越来越令人瞩目的作用,并且随着镁压铸循环经济技术和镁冶金新技术的进步,镁合金压铸件生产的利润空间将打开,镁会在追求轻量化和性价比的结构材料领域得到越来越广泛的应用。
镁合金正成为继钢铁、铝之后的第三大金属工程材料,被誉为“21世纪绿色工程材料”,世界镁产业以每年15%-25%的幅度增长,这在近代工程金属材料的应用中是前所未有的。
镁合金广泛应用于航空、航天、交通工具、3C产品、纺织和印刷行业等。
但是普通镁合金的机械、耐蚀、耐高温性能较低,从而限制了其应用范围。
因此,研究开发具有高强度、耐热、耐蚀等性能的镁合金,拓展镁合金的应用领域,成为镁合金科研工作者的重要课题。
我国有丰富的稀土和镁资源,是稀土和镁资源储备、生产、出口的第一大国。
因此,研究开发稀土镁合金在我国具有独特优势,合理利用稀土资源,开发含稀土的高强、耐蚀性能镁合金,不但能进一步增加镁合金材料在汽车工业、通讯电子业等行业领域中的应用,也可促进镁合金材料在新领域中的进一步开发和利用,也为稀土材料的应用开辟出十分广阔的领域。
但我国在稀土新材料的开发应用方面与日本、美国等发达国家相比还有相当大差距。
目前稀土元素仍是作为辅助元素,其加入的质量分数不大于11%。
进一步开发使稀土成为主加元素,并研究稀土元素与镁合金及其他元素(如Ca、Zn等)之间的合金化机制,从而研制出最佳合金配比的特殊性能镁合金。
近年来,稀土合金的研究有了很大发展,世界各国纷纷制定有利于镁合金产业发展的政策,稀土在镁合金中的应用开发条件逐渐成熟,随着稀土镁合金的优良特性逐步为人们所接受,其应用市场也将更广阔[1]。
本论文考察固溶处理对Mg-Al-Zn洗合金显微组织和耐腐蚀性能的影响,揭示不同固溶处理时间和固溶处理温度对AZ91D镁合金及含混合稀土(Ce,La)的AZ91D镁合金的显微组织和抗腐蚀性能的影响规律。
1.2镁合金
1.2.1镁合金的发展
1808年在实验室制得纯镁,1886年镁合金在德国开始工业化生产,1930年德国首次在汽车上运用镁合金73.8Kg,1935年苏联首次将镁合金用于飞机生产,1936年德国大众用压铸镁合金生产"甲克虫"汽车发动机传动系统零部件,1946年达到单车镁合金用量18Kg,1938年英国伯明翰首次将镁合金运用到摩托车变速箱壳。
20世纪40年代皮江炼镁法发明,由于工艺简单,生产成本大幅降低,使全世界的原镁产量大幅增加,但能源消耗大,污染环境严重。
此前所用的电解法炼镁,虽然洁净,但生产成本较高[2]。
国外对于镁合金的发展非常重视,各国纷纷加大镁合金制品的研发力度,尤其是20世纪90年代以来,相继出台了镁研究计划,开展了大型的"产、学、研"联合攻关项目和计划。
德国政府制订了一个投资2500万德国马克的镁合金研究开发计划,主要研究压铸合金工艺,快速原型化与工具制造技术和半固态成型工艺,以提高德国在镁合金应用方面的能力;1993年欧洲汽车制造商提出"3公升汽油轿车"的新概念,美国也提出了"PNGV"(新一代交通工具)的合作计划[3],其目标是生产出消费者可承受的每百公里耗油3公升的轿车,且整车至少80%以上的部件可以回收,这些要求迫使汽车制造商采用更多高新技术,生产重量轻、耗油少、符合环保要求的新一代汽车;日本通过了"家电回收法",以限制工程塑料的使用,率先将镁合金用于笔记本电脑、移动电话、数码相机、摄像机上,并计划推广到家电和通讯器材等领域[4]。
国内对镁合金的发展也日益重视,10多年来,中国镁工业以年均37%的增长率迅速发展,成为世界镁生产大国、出口大国,也给中国经济发展带来无限生机。
但是,快速发展的同时,带来一些问题:
如工艺简单,技术装备落后,环境恶劣,资源、能源浪费比较严重,产品质量不够稳定等。
这些问题必将给镁业良性发展带来严重后果。
因此,急需以新技术和先进装备改造和提升镁冶炼;以科学发展观,全面创新,提升皮江法镁冶炼产业水平,建立科技型、环保型、效益型的机械化、自动化的“新型镁冶炼示范企业”。
生产优质镁合金,以带动和影响镁冶炼行业健康有序地发展。
在镁产业发展战略上做到完善宏观战略决策体系,建立镁及镁产业发展的目标选择与动态调整机制;建立经济、科技部门信息共享机制,加强产业政策、技术政策和投资机制之间的协调;实施知识产权战略,加速国家标准的制定与推广,加速标准国际化;加强“官产学研”协调合作,充分发挥人的创造力,培养多层次高素质创新人才;重视国际合作,加强自主创新,突出区域比较优势,培育高新技术型产业集群和增长级。
1.2.2镁合金的性能及应用
镁合金引起人们的关注是在2002年。
镁合金现阶段的应用前景,是做为工业品外壳取代塑料。
和塑料相比,镁合金更轻,强度更高,抗振动,能吸收电磁辐射,80%以上的镁合金还可再回收利用,对环境污染小,故镁合金被称为“绿色金属”,广泛应用于航空航天、军用品,交通工具、机械设备、通信设备、办公设备、光学设备、体育用品等10多个领域,是21世纪的朝阳产业[5]。
1.2.2.1镁合金在汽车上的应用:
镁合金压铸件具有重量轻、延伸率高,减震性能强、屏蔽性能好、易加工、易回报等诸多优良特性,以及良好的社会效益和经济效益,目前已被发达国家广泛用于汽车仪表板、座椅支架
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- 关 键 词:
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