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1、譬 I ? 学校代号： 学号： 密级： 1 0 7 3 l 0 9 2 0 8 0 5 0 3 0 5 6 公开 兰州理工大学硕士学位论文 A Z 6 3 镁合金的微合金化研究 ：季 T h eR e s e a r c ho nm i c r o a l l o y i n go fN e wM a g n e s i u mA l l o yA Z 6 3 B y W a n gF e n g B E ( J i a n g h a nU n i v e r s i t y ) 2 0 0 9 At h e s i ss u b m i t t e di np a r t i a ls a
2、 t i s f a c t i o no ft h e R e q u i r e m e n t sf o rt h ed e g r e eo f M a s t e ro fE n g i n e e r i n g M a t e r i a l sP r o c e s s i n gE n g i n e e r i n g i nt h e G r a d u a t eS c h o o l o f L a n z h o uU n i v e r s i t yo fT e c h n o l o g y S u p e r v i s o r P r o f e s s
3、o rC h e n T i j u n J u n e ，2 0 1 2 、涤 寸r ，蛰纾 J I ， ，W 广 专 气 给 ，0 兰州理工大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的 研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或 集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均 已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名易么p 眺，2 年石月夕日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有
4、 权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和 借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据 库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同 时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据 库，并通过网络向社会公众提供信息服务。 日期：年月日 日期：，2 ，年月心日 办 每 砂M 名名签签 者师 作导 墨 守 ， 。 血 l 哆 跏 ， 硕上学位论文 目录 摘 要一I A b s t r a c t 。：I I 插图索引I V 附表索引V I 第l 章绪论1 1 1 镁及镁合金概述1 1 1 1 镁
5、及镁合金的性质和应用l 1 2 镁合金的种类和性能特点2 1 2 1M g A I 系合金2 1 2 2M g Z n 系合金3 1 2 3M g M n 系合金3 1 2 4M g L i 系合金4 1 2 5M g R E 系合金4 1 3 M g - A I Z n 系合金的微合金化及热处理5 1 3 1 合金化5 1 3 2 热处理：7 1 4 本文研究的目的和内容8 第2 章A Z 6 3 新型镁合金的设计及成分确定9 2 1 - 正交试验设计9 2 1 1 合金成分的选择。9 2 1 2 实验方案设计9 2 2 实验方法10 2 2 1 实验材料的选择1 0 2 2 2 合金的熔炼
6、和浇注1 1 2 2 3 力学性能测试1 2 2 2 4 微观组织及相分析1 3 2 3正交实验结果与分析。1 4 2 3 1 正交试验结果1 4 2 4 新型合金的组织和相组成分析。18 2 4 1力学性能l8 2 4 2 差热分析18 2 4 3 显微组织19 2 5 本章小结。2 3 第3 章元素含量对合金组织及性能的影响2 4 3 1Y 加入量对合金组织与力学性能的影响2 4 3 1 1 结果和分析2 4 3 2N d 加入量对合金组织与力学性能的影响3 0 3 2 1 结果与分析3 0 3 3S n 加入量对合会组织与力学性能的影响3 5 3 3 1结果与分析3 6 3 4C a 加
7、入量对合金组织与力学性能的影响4 1 、一 ，轧求声 k I 和 ， A Z 6 3 镁含金的微合金化研究 3 4 1 结果与分析4 2 3 5本章小结4 6 第4 章热处理对A Z 6 3 H 镁合金组织及性能的影响4 7 4 1实验方法。4 7 4 1 1实验过程4 7 4 1 2 力学性能测试4 7 4 1 3 硬度测试4 7 4 1 4 微观组织、相分析4 7 4 2A Z 6 3 H 热处理工艺参数的确定4 8 4 2 1 合金的固溶处理4 8 4 2 2 合金的时效处理4 9 4 3A Z 6 3 H 热处理结果与分析4 9 4 3 1固溶处理对合金微观组织和力学性能的影响4 9
8、4 3 2 时效处理对合金微观组织和力学性能的影响5 8 4 4 本章小结6 4 结论j 6 5 参考文献一6 6 致 射。7 1 附录A 攻读研究生期间发表的学术论文7 2 l I n 一几 N ， 争 t 、 一 皤 一 j j 0 k 协 0 硕L 学位论文 摘要 镁合金作为目前最轻的金属结构材料，具有比强度、比刚度高、阻尼性能好、 易回收等优点。但是与铝和钢比起来，其强度还比较低，限制了其应用。而传统 镁合金的强度又一直差强人意，传统高强镁合金因为添加单一的高含量稀土元 素，生产成本过高，其应用受到很大限制。因此，研究和开发成本低、强度高的 镁合金是十分有必要的。 本文以镁合金强化理论
9、为基础，对新开发的A Z 6 3 镁合金进行Y 、N d 、S n 、 C a 的合金化，采用正交试验法，优选出合金化元素的成分，并研究了Y 、N d 、 S n 、C a 含量变化对合金微观组织和力学性能的影响，探讨了热处理工艺对该合 金组织和性能的影响规律、机理。结果表明： l 、合金化元素的最佳含量分别为：其成分( w t ) 为6 A 1 、3 Z n 、O 5 Y 、 0 5 N d 、0 5 S n 、O 5 C a ，抗拉强度为o b = 2 3 2 M P a 、延伸率6 = 8 、硬度7 0 H V 、 密度1 7 2 9 c m 3 ，将该合金定名为A Z 6 3 H 。A
10、 Z 6 3 H 的强度和韧性都高于现有 M g A 1 Z n R E 系合金的，而且添加元素的含量都很低，所以该合金的成本很低， 很具有应用价值。 2 、Y 和N d 的加入，在合金中形成了A 1 R E 短杆状或颗粒状的稳定强化相， 同时合金晶粒得到细化，力学性能有所提高。当合金中R E 添加量过高时，会形 成长条状组织导致合金力学性能大幅度下降。S n 与M g 形成M 9 2 S n 金属间化合 物，弥散分布在晶间，它们的钉扎作用能明显提高合金的力学性能。C a 固溶于 合金中，能细化晶粒。 3 、合适的热处理工艺为：固溶处理4 2 0 固溶3 0 小时后室温水淬，再在1 6 0 时
11、效处理2 4 小时、空冷。经热处理，A Z 6 3 H 中p 相分解，p 相弥散析出，M 9 2 S n 向晶内扩散，使得合金力学性能得到大幅提高。A Z 6 3 H 时效处理后的抗拉强度、 延伸率和硬度分别为2 8 9 M P a 、11 8 ，7 3 2 H V ，与铸态A Z 6 3 相比，时效态合金 抗拉强度提高了4 5 9 ，延伸率提高了6 3 8 ，硬度提高了7 6 ；与铸态A Z 6 3 H 相比，时效态合金抗拉强度提高了2 4 5 ，延伸率提高了4 7 5 ，硬度提高了 4 5 。 关键字：镁合金；正交试验；成分优化；力学性能；热处理 p ： j 。t 、 p ， h ， A Z 6 3
