定向凝固AZ91鎂合金工藝與組織研究.pdf

1、聲明尸明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨立進行研究所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的科研成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本聲明的法律責任由本人承擔。作者虢壟透區(qū)隰州||)jG、Io關(guān)于學(xué)位論文使用權(quán)的說明本人完全了解太原科技大學(xué)有關(guān)保管、使用學(xué)位論文的規(guī)定，其中包括：①學(xué)校有權(quán)保管、并向有關(guān)ilSf7送交學(xué)位論文的原件、

2、復(fù)印件與電子版；②學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印或其它復(fù)制手段復(fù)制并保存學(xué)位論文；③學(xué)?？稍试S學(xué)位論文被查閱或借閱；④學(xué)?？梢詫W(xué)術(shù)交流為目的，復(fù)制贈送和交換學(xué)位論文；⑤學(xué)?？梢怨紝W(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容(保密學(xué)位論文在解密后遵守此規(guī)定)。儲酪凄厘魚眺導(dǎo)師簽名：叼幻j易1。‘BtI涓砂，1’6、，01摘要中文摘要lIllllIIIItllllIIllIIlY1789389鎂合金是工業(yè)應(yīng)用中最輕的結(jié)構(gòu)金屬，純鎂的密度為1749／cm。，是鋁的2／

3、3，鋼的1／4，具有比強度比剛度高、導(dǎo)熱導(dǎo)電性能好、阻尼減震、電磁屏蔽、易加工成形和容易回收等優(yōu)點。廣泛的應(yīng)用于航空航天、交通運輸、民用建筑等行業(yè)。而定向凝固技術(shù)是指在凝固過程中采用強制冷卻手段，在凝固相和未凝固熔體中建立特定方向的溫度梯度，使熔體形核后，凝固沿著與熱流相反方向進行。由定向凝固技術(shù)制備的定向組織、甚至單晶材料具有優(yōu)良的抗熱沖擊性能、較長的疲勞壽命、較高的蠕變抗力和中溫塑性。定性凝固技術(shù)不僅僅應(yīng)用于航空發(fā)動機和燃氣輪機零部

4、件制造，還廣泛的應(yīng)用于人工晶體、自生復(fù)合材料、磁性材料、泡沫材料等的制備領(lǐng)域。本論文中以應(yīng)用最為廣泛的鑄造鎂合金AZ91為實驗合金，對AZ91鎂合金定向凝固工藝進行了研究，優(yōu)化了定向凝固鎂合金AZ91工藝過程，落實輔助材料和設(shè)備的改進，能夠順利的制備出研究用的合格定向凝固鎂合金棒料。利用光學(xué)顯微鏡、場發(fā)射掃描電鏡、拉伸試驗等多種分析及測試方法，系統(tǒng)地研究了定向凝固過程中固、液界面fj『沿液相中的溫度梯度GL和固／液界面向前推進速度R對組

5、織影響。總結(jié)了AZ91鎂合金的組織與凝固速度之問的關(guān)系。研究結(jié)果表明，AZ91鎂合金能夠在非真空條件下進行定向凝固，通過改進設(shè)備提高了定向凝固過程的溫度梯度，減少AZ91鎂合金棒料中的夾雜和氣孔等缺陷。對于定向凝固鎂合金組織，不同的溫度梯度和不同的抽拉速度對AZ91鎂合金的生長方式與組織形態(tài)有明顯的影響。在較低的溫度梯度和較小的抽拉速度時，AZ91鎂合金的生長方式以平面的方式進行；隨著溫度梯度增大和抽拉速度不變，平面生長方式失穩(wěn)轉(zhuǎn)變?yōu)榘?/p>

6、狀的生長方式；當溫度梯度和抽拉速度都達到一定值時，AZ91鎂合金的生長方式由胞晶轉(zhuǎn)變?yōu)橹L；進一步增大溫度梯度和抽拉速度，枝晶生長方式又將轉(zhuǎn)變?yōu)榧毎麪钌L；當溫度梯度足夠高和抽拉速度足夠大時，生長方式又會轉(zhuǎn)變?yōu)槠矫嫔L。而鎂合金的組織由均勻彌散的0【相(Mgl7A112)分布，轉(zhuǎn)變有趨向性的0【相分布，再到粗胞狀枝晶細胞狀，隨著溫度梯度和抽拉速度的提高，組織為無成分擴散的網(wǎng)狀組織。溫度梯度和抽拉速度對AJ__91鎂合金的組織形態(tài)有著