高压低温烧结AZ91镁合金晶粒细化及其力学性能研究

摘要

镁及其合金由于其比强度、比刚度高，超低的密度，热成型性好，良好的阻尼性能，良好的电磁屏蔽等优点，使其在汽车、电器、电子、运输、航天和国防工业领域具有着相当重要的作用和宽广的应用前景。然而，镁合金较差的绝对力学性能制约了其在高端领域的应用。镁及其合金的晶体为密排六方结构，晶粒细化可以改善其综合力学性能。本实验采用工业上常用的AZ91镁合金铸锭为研究对象，机械磨削制取AZ91镁合金粉末。利用高压低温烧结法制备组织致密均匀、晶粒细小的AZ91镁合金。
　　本文采用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜等测试分析方法，研究高压低温烧结过程中AZ91镁合金的显微组织演变过程，探究其在高压低温烧结过程中的动态再结晶和晶粒细化及长大机理，并分析了不同烧结时间对AZ91烧结体的致密度与硬度的影响。在1200MPa，300℃下高压低温烧结相比于冷压+高温烧结，烧结体晶粒明显细化，并且晶界处弥散分布着大量尺寸细小的颗粒状β-Mg17Al12相。合金中细小的晶粒与第二相随着烧结时间的延长而逐渐长大;当烧结时间延长到48h后，烧结体完成烧结，平均晶粒尺寸大小约为10μm。在高压低温烧结中，烧结时间对烧结合金的致密度与硬度有着显著的影响。镁合金粉末在1200MPa，300℃下高压低温烧结1h后，烧结体致密度有很大提高，但是颗粒间仍未发生冶金结合;烧结体致密度与烧结时间有着一定的正比关系，当烧结时间延长到48h后，烧结体致密度达到99.5％，与铸态时相比，高压低温烧结法制备的合金，其显微硬度达从81.6HV提高到103HV。本文采用高压低温烧结制备了高硬度的细晶镁合金，希望对回收利用工业镁合金废屑供一种方法，并且为拓展高性能镁合金研究思路的提供一种新途径。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 镁合金强化技术研宄进展

1．2．1 合金化强化

1．2．2 复合强化

1．2．3 细晶强化

1．3 粉末冶金技术的研究进展

1．3．1 粉末制备技术

1．3．2 粉末冶金固结方法

1．4 本文的研究意义与内容

1．4．1 本文的研究意义

1．4．2 本文的研究内容

第二章 实验材料、实验设备及工艺流程

2．1 实验材料

2．2 实验设备

2．3 实验流程图

2．4 实验步骤

2．4．1 铸态AZ91D镁合金的均匀化处理

2．4．2 实验粉末的制备

2．4．3 低温高压烧结实验

2．5 实验材料的检测

2．5．1 显微组织的观察

2．5．2 烧结试样的致密度测试

2．5．3 显微硬度测试

2．6 本章小结

第三章 高压低温烧结参数对AZ91镁合金显微组织的影响

3．1 引言

3．2 均匀化处理对AZ91D铸态镁合金显微组织的影响

3．3 高压低温烧结过程中晶粒细化及生长机理分析

3．3．1 粉末制备与烧结工艺

3．3．2 不同烧结过程中的组织演变

3．3．3 高压低温烧结过程中晶粒细化机理分析

3．3．4 高压低温烧结过程中晶粒与第二相的生长

3．4 本章小结

第四章 高压低温烧结时间对烧结体的致密度与硬度的影响

4．1 引言

4．2 高压低温烧结时间对烧结体致密度的影响

4．2．1 高压低温烧结过程分析

4．2．2 高压低温烧结过程中烧结颈的不稳定生长

4．2．3 高压低温烧结时间对致密度的影响

4．3 高压低温烧结时间对烧结体硬度的影响

4．4 本章小结

第五章 结论与展望

参考文献

致谢

硕士期间发表的论文及其研究成果