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AZ91D-M镁合金组织与性能的研究

黄正华  
【摘要】: 为了扩大镁合金的使用范围,研究了合金化和热处理对AZ91D-M合金组织、力学性能、阻尼性能与耐蚀性的影响,初步分析了快速凝固对AZ91D和Mg-Zn-Y合金组织的影响。用OM、SEM、TEM和XRD分析了合金的组织与相组成,用SEM观察了合金的室温拉伸断口形貌,测试了合金的室温拉伸性能与硬度,用悬臂梁技术测试了合金的阻尼性能和用失重法与动电位极化曲线法测试了合金的耐蚀性。得到以下主要结论: (1)Ce能细化AZ91D合金铸态组织,提高合金室温抗拉强度和硬度;AZ91D-0.7%Ce合金综合力学性能最好,为抗拉强度201.0MPa、屈服强度112.1MPa、延伸率1.9%和硬度71.5;AZ91D-0.7%Ce合金阻尼性能Q~(-1)为2.728×10~(-3),与AZ91D合金相比提高61%;AZ91D-0.1%Ce合金腐蚀速度为0.35mg/(cm~2·d),与AZ91D合金相比降低75%。 (2)Y能细化AZ91D合金铸态组织,提高合金阻尼性能,AZ91D-1.0%Y合金阻尼性能Q(-1)为2.306×10~(-3),与AZ91D合金相比提高36%;AZ91D-0.3%Y合金腐蚀速度为0.66mg/(cm~2·d),与AZ91D合金相比降低53%。 (3)Si能细化AZ91D合金铸态组织,提高合金阻尼性能,AZ91D-0.7%Si合金阻尼性能Q~(-1)为2.055×10~(-3),与AZ91D合金相比提高21%;AZ91D-0.7%Si合金腐蚀速度为0.56mg/(cm~2·d),与AZ91D合金相比降低60%。 (4)Ca能细化AZ91D合金铸态组织,提高合金室温抗拉强度和延伸率;AZ91D-0.7%Ca合金综合力学性能最好,为抗拉强度185.7MPa、屈服强度101.5MPa、延伸率2.9%和硬度69.4;AZ91D-0.1%Ca合金阻尼性能Q~(-1)为2.960×10~(-3),与AZ91D合金相比提高74%;AZ91D-0.3%Ca合金腐蚀速度为0.56mg/(cm~2·d),与AZ91D合金相比降低60%。 (5)T4处理提高合金抗拉强度和延伸率,而对屈服强度和硬度影响不大,T6处理提高合金抗拉强度和硬度,降低延伸率和对屈服强度影响不大;T6处理提高合金阻尼性能,T6处理态AZ91D合金阻尼性能Q~(-1)为2.106×10~(-3),与铸态合金相比提高24%;与铸态合金腐蚀速度相比, 黄正华西安理工大学硕士学位论文 热处理提高合金腐蚀速度(T6处理态AZ91D合金除外)。 (6) AZglD一M合金阻尼行为可用G一L位错钉扎理论来解释;对目体积分数与网状程度的提高 均能提高合金的耐蚀性。 (7)快速凝固Az91D合金薄带截面组织由靠近辊面的粗大等轴晶区、中部的柱状晶区和自 由表面的细小等轴晶区三部分组成,三层组织均为过饱和a-Mg固溶体;普通凝固Mg.Zll一Y合金 组织中存在准品相M今〔Z践刃Yl。,而快速凝固Mg亿11一合金组织为贷Mg和MgZll相,无准晶相 生成,晶粒大小为60一1 00nm。


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