本文主要研究内容
作者杨世杰（2019）在《固-液铸轧AZ31B/A356复合板微观组织及力学性能研究》一文中研究指出：随着科学技术和人民生活水平的提高,绿色、轻量化的产品越来越多地受到人们的关注。镁及其镁合金具有质轻、比强度高、比弹性模量大、阻尼性能优异、尺寸稳定性好、电磁屏蔽性强、资源储量丰富、可回收再利用等诸多优点,镁合金材料的开发及利用受到了越来越多地关注,但其耐腐蚀性差、低温塑性差的缺点大大限制了镁及其合金的应用。而铝合金拥有良好的塑性成形能力和抗腐蚀能力,因此将镁合金与铝合金结合显得很有必要,一方面,既减轻了铝合金在相同体积下的质量,另一方面又克服了镁合金材料耐腐蚀性差的缺点。结合两种合金的优点产生协同效应,使复合板优于单一合金材料,以达到满足于大多数行业需求的目的。本文采用固-液铸轧法制备的镁/铝复合板,以预热到15℃的AZ31B镁合金作为基板,将A356在610℃-700℃温度范围内熔融,并作为覆层金属液浇覆在基板上,通过轧制结合方式成功制备镁/铝双金属复合板,在此浇覆温度范围内优选出最佳浇覆工艺参数,并对成形较好的复合板进行了后续退火热处理及轧制道次的实验探究,借助FEG-450热场发射扫描电子显微镜(SEM)-能谱仪(EDS)及电子背散射衍射仪(EBSD)、EPMA-1600电子探针(EPMA)、Axio Scope A1光学显微镜、D/max-2400X射线衍射仪(XRD)、HV-100型显微硬度计、WDW-100D型电子万能材料试验机研究了 A356铝合金覆层温度、退火工艺及轧制道次对复合板微观组织形成机理和力学性能的影响,为合理调控镁/铝复合板微观组织及界面硬脆相的形成提供了理论指导,并探究了微观组织形成机理与力学性能的内在联系。研究A356覆层温度的影响时,结果表明:轧制成形的镁/铝复合板界面过渡区均可分为三个区域,靠近AZ31B个一侧形成了镁侧过渡区Ⅰ[区(δ-Mg和Mg17Al12),靠近A356 一侧形成了铝侧过渡区Ⅱ区(a-Al和A13Mg2),以及扩散中间区Ⅲ区(Mg17A112、Mg2Si和A13Mg2),且镁侧过渡区的宽度大于铝侧过渡区的宽度。随着覆层温度的提高,原子间相互扩散的程度加剧,界面过渡区域的宽度呈指数型增长,金属间化合物的种类和体积分数也在持续增加。显微硬度在界面过渡区域出现了突增,主要由于界面过渡区域存在硬脆相 A13Mg2(315HV)和Mg17A112(275HV)。当A356覆层温度为640Ⅲ时,界面结合主要以原子扩散和反应扩散两种结合方式主导,复合板的剪切强度达到最大值,为108MPa。当覆层温度高于640℃时,界面过渡区上金属间化合物的体积分数增大,并呈连续状态分布,对界面的结合起到了割裂的作用,导致剪切强度迅速下降。研究后续退火工艺的影响时发现,退火后复合板界面过渡区域金属间化合物的种类较铸轧态并没有变化,但镁铝金属间化合物(Mg17A112和A13Mg2)的体积分数较轧制态有了较大增加。在退火过程中,AZ31B—侧晶粒先后经历了回复、再结晶和晶粒长大的过程,新晶核首先在晶粒畸变严重的区域形成。在温度为250℃退火180min后,AZ31B 一侧基本由各向同性的细小等轴晶粒组成,再结晶体积分数为96%,基本达到了完全再结晶状态,小角度晶界(LAGB)的体积分数大幅度减少,大部分残余的应力得到充分释放,但是此时金属间化合物形成所需的热力学及动力学条件已经达到,新的金属间化合物在界面过渡区域开始形成。界面过渡区的宽度与退火温度和退火时间满足扩散动力学方程:(△X)2=2.07 x 104exp(-60407/RT)(t-11.54exp 21211/RT),此时区域II的宽度要明显高于区域I,这主要由于A13Mg2的扩散激活能小于Mg17A112的扩散激活能。界面过渡区域的显微硬度明显高于两侧基体硬度,两侧基体的硬度相比于铸轧态时有所降低(铸轧态AZ31B显微硬度为80HV,A356显微硬度为72HV),且随着退火温度的提高逐渐下降,这主要是由于退火热处理使晶粒内的位错密度大大降低,由轧制过程产生的加工硬化现象基本消除。随着退火温度的不断提高,剪切强度先升高后降低,在200℃下退火180min后试样的剪切强度达到了最大值116MPa,此时机械结合和冶金结合共同起主导作用。研究轧制道次的影响时发现,随着轧制道次的增加,晶粒越细小且择优取向也越明显,变形量逐渐增加,储存的畸变能也在逐渐增加,镁/铝复合板厚度越来越薄。经过第一阶段轧制后(1-3轧制道次),界面过渡区变窄且呈锯齿状分布,复合板内部晶粒由最初的粗大片状转变为纤维状,在第3轧制道次(每道次压下率为200%)时复合板的外观良好,且界面结合强度最高。经过第二阶段轧制后(4-5轧制道次),界面过渡区又变宽,晶粒又由纤维状转变为细小的颗粒状弥散分布于基体,在第4和第5轧制道次后,界面过渡区域的金属间化合物数量较之前有少量增加,这主要归结于在每轧制道次时间间隔时在400℃对镁/铝复合板保温时生成了新的金属间化合物。对复合板试样界面处施加外力时,硬脆相处易产生应力集中,导致剪切实验时易在脆性相处发生断裂,断口部位并未发现宏观的塑性变形痕迹。靠近AZ31B一侧的断口出现多条平行且连续的“河流状”裂纹,同时存在许多小平面(刻面),靠近A356一侧的断口存在多条平行但不连续的撕裂棱。结合两种基体的晶格类型,表明AZ31B一侧发生了解理断裂,A356一侧发生了准解理断裂,两种断裂方式均为脆性断裂。
Abstract
sui zhao ke xue ji shu he ren min sheng huo shui ping de di gao ,lu se 、qing liang hua de chan pin yue lai yue duo de shou dao ren men de guan zhu 。mei ji ji mei ge jin ju you zhi qing 、bi jiang du gao 、bi dan xing mo liang da 、zu ni xing neng you yi 、che cun wen ding xing hao 、dian ci bing bi xing jiang 、zi yuan chu liang feng fu 、ke hui shou zai li yong deng zhu duo you dian ,mei ge jin cai liao de kai fa ji li yong shou dao le yue lai yue duo de guan zhu ,dan ji nai fu shi xing cha 、di wen su xing cha de que dian da da xian zhi le mei ji ji ge jin de ying yong 。er lv ge jin yong you liang hao de su xing cheng xing neng li he kang fu shi neng li ,yin ci jiang mei ge jin yu lv ge jin jie ge xian de hen you bi yao ,yi fang mian ,ji jian qing le lv ge jin zai xiang tong ti ji xia de zhi liang ,ling yi fang mian you ke fu le mei ge jin cai liao nai fu shi xing cha de que dian 。jie ge liang chong ge jin de you dian chan sheng xie tong xiao ying ,shi fu ge ban you yu chan yi ge jin cai liao ,yi da dao man zu yu da duo shu hang ye xu qiu de mu de 。ben wen cai yong gu -ye zhu ga fa zhi bei de mei /lv fu ge ban ,yi yu re dao 15℃de AZ31Bmei ge jin zuo wei ji ban ,jiang A356zai 610℃-700℃wen du fan wei nei rong rong ,bing zuo wei fu ceng jin shu ye jiao fu zai ji ban shang ,tong guo ga zhi jie ge fang shi cheng gong zhi bei mei /lv shuang jin shu fu ge ban ,zai ci jiao fu wen du fan wei nei you shua chu zui jia jiao fu gong yi can shu ,bing dui cheng xing jiao hao de fu ge ban jin hang le hou xu tui huo re chu li ji ga zhi dao ci de shi yan tan jiu ,jie zhu FEG-450re chang fa she sao miao dian zi xian wei jing (SEM)-neng pu yi (EDS)ji dian zi bei san she yan she yi (EBSD)、EPMA-1600dian zi tan zhen (EPMA)、Axio Scope A1guang xue xian wei jing 、D/max-2400Xshe xian yan she yi (XRD)、HV-100xing xian wei ying du ji 、WDW-100Dxing dian zi mo neng cai liao shi yan ji yan jiu le A356lv ge jin fu ceng wen du 、tui huo gong yi ji ga zhi dao ci dui fu ge ban wei guan zu zhi xing cheng ji li he li xue xing neng de ying xiang ,wei ge li diao kong mei /lv fu ge ban wei guan zu zhi ji jie mian ying cui xiang de xing cheng di gong le li lun zhi dao ,bing tan jiu le wei guan zu zhi xing cheng ji li yu li xue xing neng de nei zai lian ji 。yan jiu A356fu ceng wen du de ying xiang shi ,jie guo biao ming :ga zhi cheng xing de mei /lv fu ge ban jie mian guo du ou jun ke fen wei san ge ou yu ,kao jin AZ31Bge yi ce xing cheng le mei ce guo du ou Ⅰ[ou (δ-Mghe Mg17Al12),kao jin A356 yi ce xing cheng le lv ce guo du ou Ⅱou (a-Alhe A13Mg2),yi ji kuo san zhong jian ou Ⅲou (Mg17A112、Mg2Sihe A13Mg2),ju mei ce guo du ou de kuan du da yu lv ce guo du ou de kuan du 。sui zhao fu ceng wen du de di gao ,yuan zi jian xiang hu kuo san de cheng du jia ju ,jie mian guo du ou yu de kuan du cheng zhi shu xing zeng chang ,jin shu jian hua ge wu de chong lei he ti ji fen shu ye zai chi xu zeng jia 。xian wei ying du zai jie mian guo du ou yu chu xian le tu zeng ,zhu yao you yu jie mian guo du ou yu cun zai ying cui xiang A13Mg2(315HV)he Mg17A112(275HV)。dang A356fu ceng wen du wei 640Ⅲshi ,jie mian jie ge zhu yao yi yuan zi kuo san he fan ying kuo san liang chong jie ge fang shi zhu dao ,fu ge ban de jian qie jiang du da dao zui da zhi ,wei 108MPa。dang fu ceng wen du gao yu 640℃shi ,jie mian guo du ou shang jin shu jian hua ge wu de ti ji fen shu zeng da ,bing cheng lian xu zhuang tai fen bu ,dui jie mian de jie ge qi dao le ge lie de zuo yong ,dao zhi jian qie jiang du xun su xia jiang 。yan jiu hou xu tui huo gong yi de ying xiang shi fa xian ,tui huo hou fu ge ban jie mian guo du ou yu jin shu jian hua ge wu de chong lei jiao zhu ga tai bing mei you bian hua ,dan mei lv jin shu jian hua ge wu (Mg17A112he A13Mg2)de ti ji fen shu jiao ga zhi tai you le jiao da zeng jia 。zai tui huo guo cheng zhong ,AZ31B—ce jing li xian hou jing li le hui fu 、zai jie jing he jing li chang da de guo cheng ,xin jing he shou xian zai jing li ji bian yan chong de ou yu xing cheng 。zai wen du wei 250℃tui huo 180minhou ,AZ31B yi ce ji ben you ge xiang tong xing de xi xiao deng zhou jing li zu cheng ,zai jie jing ti ji fen shu wei 96%,ji ben da dao le wan quan zai jie jing zhuang tai ,xiao jiao du jing jie (LAGB)de ti ji fen shu da fu du jian shao ,da bu fen can yu de ying li de dao chong fen shi fang ,dan shi ci shi jin shu jian hua ge wu xing cheng suo xu de re li xue ji dong li xue tiao jian yi jing da dao ,xin de jin shu jian hua ge wu zai jie mian guo du ou yu kai shi xing cheng 。jie mian guo du ou de kuan du yu tui huo wen du he tui huo shi jian man zu kuo san dong li xue fang cheng :(△X)2=2.07 x 104exp(-60407/RT)(t-11.54exp 21211/RT),ci shi ou yu IIde kuan du yao ming xian gao yu ou yu I,zhe zhu yao you yu A13Mg2de kuo san ji huo neng xiao yu Mg17A112de kuo san ji huo neng 。jie mian guo du ou yu de xian wei ying du ming xian gao yu liang ce ji ti ying du ,liang ce ji ti de ying du xiang bi yu zhu ga tai shi you suo jiang di (zhu ga tai AZ31Bxian wei ying du wei 80HV,A356xian wei ying du wei 72HV),ju sui zhao tui huo wen du de di gao zhu jian xia jiang ,zhe zhu yao shi you yu tui huo re chu li shi jing li nei de wei cuo mi du da da jiang di ,you ga zhi guo cheng chan sheng de jia gong ying hua xian xiang ji ben xiao chu 。sui zhao tui huo wen du de bu duan di gao ,jian qie jiang du xian sheng gao hou jiang di ,zai 200℃xia tui huo 180minhou shi yang de jian qie jiang du da dao le zui da zhi 116MPa,ci shi ji xie jie ge he ye jin jie ge gong tong qi zhu dao zuo yong 。yan jiu ga zhi dao ci de ying xiang shi fa xian ,sui zhao ga zhi dao ci de zeng jia ,jing li yue xi xiao ju ze you qu xiang ye yue ming xian ,bian xing liang zhu jian zeng jia ,chu cun de ji bian neng ye zai zhu jian zeng jia ,mei /lv fu ge ban hou du yue lai yue bao 。jing guo di yi jie duan ga zhi hou (1-3ga zhi dao ci ),jie mian guo du ou bian zhai ju cheng ju chi zhuang fen bu ,fu ge ban nei bu jing li you zui chu de cu da pian zhuang zhuai bian wei qian wei zhuang ,zai di 3ga zhi dao ci (mei dao ci ya xia lv wei 200%)shi fu ge ban de wai guan liang hao ,ju jie mian jie ge jiang du zui gao 。jing guo di er jie duan ga zhi hou (4-5ga zhi dao ci ),jie mian guo du ou you bian kuan ,jing li you you qian wei zhuang zhuai bian wei xi xiao de ke li zhuang mi san fen bu yu ji ti ,zai di 4he di 5ga zhi dao ci hou ,jie mian guo du ou yu de jin shu jian hua ge wu shu liang jiao zhi qian you shao liang zeng jia ,zhe zhu yao gui jie yu zai mei ga zhi dao ci shi jian jian ge shi zai 400℃dui mei /lv fu ge ban bao wen shi sheng cheng le xin de jin shu jian hua ge wu 。dui fu ge ban shi yang jie mian chu shi jia wai li shi ,ying cui xiang chu yi chan sheng ying li ji zhong ,dao zhi jian qie shi yan shi yi zai cui xing xiang chu fa sheng duan lie ,duan kou bu wei bing wei fa xian hong guan de su xing bian xing hen ji 。kao jin AZ31Byi ce de duan kou chu xian duo tiao ping hang ju lian xu de “he liu zhuang ”lie wen ,tong shi cun zai hu duo xiao ping mian (ke mian ),kao jin A356yi ce de duan kou cun zai duo tiao ping hang dan bu lian xu de si lie leng 。jie ge liang chong ji ti de jing ge lei xing ,biao ming AZ31Byi ce fa sheng le jie li duan lie ,A356yi ce fa sheng le zhun jie li duan lie ,liang chong duan lie fang shi jun wei cui xing duan lie 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自兰州理工大学的杨世杰，发表于刊物兰州理工大学2019-07-18论文，是一篇关于铝复合板论文,覆层温度论文,退火处理论文,轧制道次论文,微观组织论文,力学性能论文,兰州理工大学2019-07-18论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自兰州理工大学2019-07-18论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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