镁合金力学性能 - 论文答辩
高温下镁合金的力学性能及变形行为研究
高温下镁合金的力学性能及变形行为研究在极端的高温环境下，金属的性能会有很大的变化。
尤其是在一些关键的领域中，比如高速飞行器、火箭引擎等等，对于金属的高温力学性能的研究，显得尤为重要。
而作为一种轻质高强的金属材料，镁合金也成为了研究的重点之一。
近年来，国内外的一些研究表明，镁合金的高温力学性能的变化规律很大程度上取决于硬度和微观形貌等因素。
并且，随着镁合金材料热处理方法的不断完善，其高温力学性能有了一定的提升。
在高温下，镁合金的变形行为也会发生一定的变化。
有研究表明，在变形过程中，镁合金材料的动态再结晶行为显著增强，并且在一定的温度和应变率范围内，其具有较好的塑性韧性。
而另一些研究则指出，镁合金在高温下存在着严重的氧化问题，其表面会出现薄膜现象以及微细裂纹等损伤。
在实验中，对于镁合金材料的高温力学性能和变形行为的研究，也存在一定的技术难点。
由于高温环境下的实验需要耗费大量的时间、精力和资金，加之测量方法的不完善，很难取得准确的数据。
因此，对于镁合金等金属材料的高温力学性能和变形行为的研究，需要精益求精，不断进行理论探索和实验创新。
目前，国内外的一些科研机构已经针对镁合金的高温力学性能和变形行为进行了一些重要的研究。
其中，一些研究发现，通过增强镁合金材料的软化行为，可以提高其高温塑性，进而优化其高温力学性能。
而其他的研究则是通过探究镁合金表面氧化的机理和行为，为其高温抗氧化提供了有力的理论基础。
总之，随着现代高速发展的科学技术，对于高温下镁合金的力学性能及变形行为研究，也得到了越来越广泛的重视。
未来，通过更加深入的理论探索和实验创新，相信会有更多的突破和进展，进而推动镁合金等材料在高温领域的广泛应用和发展。
镁合金力学性能的研究
Mg-Zn-RE-Zr合金的拉伸力学性能和微观结构的发展文章中将成分为Mg-5.3Zn-1.13Nd-0.51La-0.28Pr-0.79Zr的铸件进行热挤压，并且对挤压比和温度对显微组织和力学性能的影响进行了研究。
结果表明当挤压比从0提高到9的时候铸态合金晶粒变粗大，共晶成分沿着挤出方向拉长。
然而,进一步提高挤压比率对晶粒细化和改善合金的力学性能的影响不大。
动态再结晶是热挤压过程中晶粒细化的主要机制，提高挤压温度导致出现等轴晶粒。
与此同时,力学性能随挤压温度的升高而降低。
目录第1章介绍 (3)第2章试验方法 (4)第3章实验结果 (5)3.1铸态合金显微组织 (5)3.2挤压合金的微观组织演变 (9)3.2.1改变挤压比和温度对微观组织的影响 (9)3.2.2挤压比和挤压温度对力学性能的影响....... 错误!未定义书签。
第4章讨论 ......................................... 错误!未定义书签。
第5章.结论 ........................................ 错误!未定义书签。
第6章致谢 .. (20)第1章介绍镁合金因其低密度、高特定的刚度和良好的阻尼能力在汽车和航空工业上吸引了人们的注意[1]。
镁合金可以大致分为含铝合金和无铝合金[2]。
广泛使用镁合金属于Mg-Al系列，比如AZ91和AM60，它们具有良好的铸造性能和较低的成本[3]。
然而,因为他们的机械性能和热稳定性差，这些合金的应用受到了限制[4]。
与Mg-Al系列相比,Mg-Zn系列的合金,比如ZK60系列合金，是具有很大发展潜力的低成本高强度镁合金[5]。
在所有的镁合金中，AZ60具有较好的机械性能，比如室温下或者高温下具有高强度[6]。
然而,它的强度在室温或者高温时候还是低于铝合金。
最近,据报道,添加稀土可以改善ZK60合金的力学性能[7]。
周教授等人研究了稀土元素钕和钇对于ZK60合金的微观结构和力学性能的影响。
中北大学优秀论文
3.分析和结论
3.1冲击试样力学性能分析
由图可见，在低应变率和高应变速率下，所有被测的试样压缩曲线都表现出典型的弹 塑性特征，即压缩初始阶段为弹性变形阶段，应力随应变增加成线性迅速上升，当应
力到达某一值，即屈服应力时，则进入塑性变形阶段。所测的试样进入塑性变形阶段
试验中，通过变化高 压氮气的压强来调节应 变速率。采用长度为 200mm 的子弹，通过调 整注气压力以实现不同 的加载应变率，测试的 应变率分别为：1340S-1、 2020S-1、3100 S-1。
图2.2分离式Hopklnson压杆（SHPB）装置
2.3金相实验
金相实验前准备
由于试样在压缩过程中破碎，用义齿基托树脂和义齿基托树脂液剂镶嵌试样，如下图 所示
车轮是应用镁合金作为替代新材料的典型部件，通过减重可以大幅度改善坦克、
汽车等整机性能，如对于汽车，车轮减重是其它非转动构件效果的5-8倍。然而，车轮
是极为重要的安全部件，除对晶粒度、气密性、表面质量及耐蚀性有一定要求，还要
求有高冲击性、耐疲劳性等主要机械性能。本文以挤压成型的AZ80镁合金负重轮为对
对于镁台金，由于其密排六方晶体结 构，导致在室温下滑移系数量很少，且滑 移是在当剪应力大于临界分切应力值τ0 时 在一定滑移系上进行的。当外力在孪生方 向的分切应力τ高于临界分切应力值τ0 时， 会出现孪生。一般情况下，孪生的临界分 切应力远大于滑移的临界分切应力，只有 在滑移非常难进行时，晶体才以孪生的方 式变形。从图中也可看出，随着应变率的 提高，合金内部孪晶越来越明显。
图3.2应变速率对AZ80 镁合金压缩最大应力、应变的影响 (a)Maximum stress (b)Maximum strain
镁合金挤压及其力学性能研究
随温度降低而降低。如有一Ｂ含量大于Ｂ。的合
ｒｏｏｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｔｈｅｙ ｈａｖｅ ｍｏｄｅｒａｔｅ ｅｘｌｎｌｄａｂｉｌｉｔｙ ｗｈｅｎ ｈｅａｔｅｄ ｔｏ ２３０＂Ｃｏｒ ｈｉｇｈｅｒ．Ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ
ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｔｈｅ ｅｘｔｒＢｄｅｄ ｒｏｄｓ ｅｎｄ ｂａｒｓ ｈａｖｅ ｇｏｏｄ ｓｕｒｆａｃｅ，ａｎｄ
20030305
沈阳工业大学硕士学位论文
摘要
本文研究了ＡＺ９１、ＡＺ６１及几种含锆镁合金的挤压性能，结果表明尽管镁合金具有 密排六方结构，室温下滑移系较少，塑性较差，但在加热到２３０℃以上时仍表现出良好 的可挤压性。在本实验参数下，挤压出的杆材和板材表面良好，尺寸符合设计要求。
本文对挤压态镁合金杆材和板材进行了热处理，然后做了显微组织分析和力学性能 测试。结果表明挤压后的镁合金综合力学性能明显高于铸态，抗拉强度较铸态提高 ５０ＭＰａ以上，屈服强度提高３０ＭＰａ以上。延伸率提高５％以上：挤压后的镁合金显微组织 均匀细小，平均晶粒度在１５ ｐ ｍ以下，而挤压前的铸态组织晶粒度在８０ ｕ ｍ以上：热处 理对挤压态镁合金力学性能的影响因合金牌号不同而不同，对于ＡＺ９１板材而言，Ｔ４、 Ｔ６处理均降低其力学性能，挤压后Ｆ态性能最佳，而其它几种含锆合金Ｔ６态要好于Ｆ 态：断口分析表明ＡＺ６１板材的横向拉伸断口与纵向断口形貌有很大不同，横向断口韧 窝呈细条状，而纵向断口呈大小和深浅不一的圆形韧窝，这种断口形貌的差异证明材料 在挤压过程中晶粒有择优取向。其它几种镁合金挤压态断口皆表现为韧性断裂的特征， 室温断口与高温断口特征基本相同，分析表明由于挤压态镁合金室温塑性已经很好，所 以尽管高温下镁合金塑性进一步提高，但断口特征较室温下并无明显变化。
镁合金微观组织和力学性能优化设计分析
镁合金微观组织和力学性能优化设计分析镁合金是一种重要的结构材料，具有很大的应用潜力。
然而，由于其低的塑性变形能力和较高的变形特性，镁合金在实际应用中存在着一些局限性。
因此，对镁合金的微观组织和力学性能进行优化设计分析是非常重要的。
镁合金的微观组织是影响其力学性能的重要因素之一。
常见的镁合金微观组织包括晶粒大小、相分布和相形貌等。
晶粒的细化可以提高合金的强度和塑性，并且有利于防止晶界腐蚀。
因此，一种常用的方法是通过增加合金中的细化相来细化晶粒。
例如，通过添加微量的稀土元素可以形成细小的稀土Mg基化合物，从而细化合金中的α-Mg相。
此外，合金的热处理也可以改善其微观组织。
通过适当的热处理工艺，可以获得均匀的细小晶粒和均一的相分布。
除了微观组织的优化，合金的力学性能也可以通过合金成分的设计进行优化。
常见的合金元素包括Al、Zn、Mn、Ca等。
这些合金元素可以通过与Mg形成亚稳定的化合物来提高合金的强度和塑性。
例如，Al的添加可以形成Mg17Al12相，提高合金的强度。
然而，过多的合金元素添加会导致合金的塑性下降。
因此，在合金成分的设计中，需要考虑合金元素的含量和相互作用，以达到合金强度和塑性的平衡。
在实际设计中，通过合金的热处理和成形工艺可以进一步优化镁合金的微观组织和力学性能。
热处理是指将合金加热到一定温度并保温一段时间，然后快速冷却以改变合金的微观组织。
常用的热处理方法包括固溶处理、时效处理和退火处理。
固溶处理可以使合金中的溶质原子溶解在基体中，从而提高合金的塑性。
时效处理可以通过形成亚稳定相来提高合金的强度。
退火处理则可以通过改善晶粒形态和晶界特性来提高合金的塑性。
成形工艺包括拔丝、挤压、铸造等，可以通过改变合金的形状和微观组织来提高合金的力学性能。
例如，通过拔丝可以使晶粒形状变细，并且有利于织构发展，从而改善合金的力学性能。
综上所述，优化镁合金的微观组织和力学性能是一项复杂的工作，需要综合考虑合金成分、热处理和成形工艺。
变形镁合金AZ31的织构演变与力学性能
变形镁合金AZ31的织构演变与力学性能镁合金作为一种新型轻质金属结构材料,在汽车制造、通讯电子、航空航天等工业领域具有广阔的应用前景。
由于镁是密排六方（HCP）结构材料,其塑性变形在室温下仅限于基面{0001}<11（?）0>滑移及锥面{10（?）2}<1011>孪生,因此,镁合金的室温塑性加工能力较差。
目前大多数镁合金制品的加工局限于铸造,特别是压铸成型,然而,铸件的力学性能不够理想且容易产生组织缺陷,极大地限制了镁合金的应用范围。
变形镁合金在铸造后往往通过热变形方式（如挤压、轧制等）细化晶粒、改善合金的组织结构来提高合金的力学性能。
与铸造镁合金相比,变形镁合金的综合力学性能优异;但常规变形镁合金在热变形后一般会产生强烈的{0002}基面织构,而该织构的存在是导致变形镁合金低的室温塑性和高的各向异性的主要原因。
良好的室温塑性是变形镁合金广泛应用的前提之一,而如何通过织构控制及晶粒细化法有效地改善和提高镁合金的室温塑性成为变形镁合金工业发展中的重要方向。
针对上述问题,本论文开展了如下研究工作:（1）铸态纯镁热轧变形过程中{0002}基面织构的演变规律;（2）异步轧制AZ31镁合金板材的形变织构及退火织构;（3）非对称热挤压AZ31镁合金板材的显微组织、织构特征及力学性能;（4）晶粒尺寸及织构对AZ31镁合金室温压缩变形行为的影响。
主要结论如下:铸态纯镁在400℃热轧过程中发生了明显的动态再结晶,伴随晶粒细化和{0001}基面织构的形成。
随着轧制道次的增加,晶粒逐渐细化,晶粒大小趋于均匀,孪晶数量减少;织构由初始态的无规则取向逐渐转化为{0002}基面织构,且基面织构的强度随着热轧变形量的增加而增加。
经多道次热轧后（ε=78%）,纯镁板材内部形成均匀的等轴晶组织和较强的{0002}基面织构。
热轧纯镁中动态再结晶的形核机制主要为基于孪生的动态再结晶形核机制。
新能源汽车用镁合金的热处理与力学性能
新能源汽车用镁合金的热处理与力学性能随着全球对环境保护和可持续发展的重视不断提高，新能源汽车作为一种绿色出行方式，正逐渐成为汽车行业的主流趋势。
在新能源汽车的制造中，材料的选择至关重要，而镁合金因其优异的性能，在新能源汽车领域的应用日益广泛。
其中，镁合金的热处理工艺对其力学性能的影响更是研究的重点。
镁合金是目前实际应用中最轻的金属结构材料之一，其密度约为铝的 2/3，钢的 1/4。
这使得采用镁合金制造的零部件能够显著减轻汽车的重量，从而提高能源利用效率，增加续航里程。
然而，镁合金的力学性能在很大程度上取决于其热处理工艺。
常见的镁合金热处理方法主要包括退火、固溶处理和时效处理。
退火处理通常用于消除镁合金在加工过程中产生的残余应力，提高其塑性和韧性。
固溶处理则是将镁合金加热至一定温度，使合金元素充分溶解在基体中，形成过饱和固溶体，为后续的时效处理奠定基础。
时效处理则是在固溶处理后，将合金在一定温度下保温一段时间，使过饱和固溶体分解，析出强化相，从而提高合金的强度和硬度。
在新能源汽车的零部件中，如车身结构件、电池外壳等，对镁合金的强度和韧性都有较高的要求。
通过合理的热处理工艺，可以有效地调整镁合金的微观组织，从而改善其力学性能。
例如，对于 AZ 系列镁合金（如 AZ31、AZ61 等），经过适当的固溶处理和时效处理后，其抗拉强度可以提高 30%以上，同时保持较好的塑性。
然而，镁合金的热处理并非一帆风顺，存在一些需要解决的问题。
首先，镁合金的化学活性较高，在热处理过程中容易与空气中的氧气发生反应，导致表面氧化和燃烧。
因此，在热处理过程中需要采取有效的保护措施，如在惰性气体氛围中进行处理。
其次，镁合金的热处理工艺参数对其力学性能的影响非常敏感。
例如，固溶处理的温度和时间、时效处理的温度和时间等参数的微小变化，都可能导致镁合金力学性能的显著差异。
因此，需要对热处理工艺进行精确控制，以获得理想的力学性能。
为了深入研究新能源汽车用镁合金的热处理与力学性能之间的关系，科研人员采用了多种先进的分析测试手段。
材料专业关于镁合金的论文
压铸镁合金压铸镁合金材料的发展历史：1808 年面世, 1886 年始用于工业生产。
镁合金压铸技术[1]从1916 年成功地将镁合金用于压铸件算起，至今也经历了八十余年的发展。
人类在认识和驾驭镁合金及其制品的生产技术方面，经历了漫长的探索历程。
从1927年推出高强度 MgAl9Zn1 开始，镁合金的工业应用获得了实质性的进展。
1936年德国大众汽车公司开始用压铸镁合金生产“甲壳虫”汽车的发动机传动系统零件，1946 年单车使用镁合金量达 18kg 左右。
美国在 1948～1962 年间用热室压铸机生产的汽车用镁合金压铸件达数百万件。
尽管如此，过去镁合金作为结构材料主要用于航空领域，在其它领域，世界上镁的主要用途是生产铝合金，其次用于钢的脱硫和球墨铸铁生产。
近年来, 由于人们对产品轻量化的要求日益迫切，镁合金性能的不断改善及压铸技术的显著进步，压铸镁合金的用量显著增长。
特别是人类对汽车提出了进一步减轻重量、降低燃耗和排放、提高驾驶安全性和舒适性的要求, 镁合金压铸技术正飞速发展。
此外，镁合金压铸件已逐步扩大到其他领域，如手提电脑外壳，手提电锯机壳，鱼钩自动收线匣，录像机壳，移动电话机壳，航空器上的通信设备和雷达机壳，以及一些家用电器具等。
常用的压铸镁合金大多是美国牌号[2]AZ91，AM60，AM50，AM20，AS41 和AE42，分别属于Mg-Al-Zn，Mg-Al-Mn，Mg-Al-Si 和Mg-Al-RE 四大系列。
对压铸镁合金的研究：镁合金的密度小于 2g/cm3，是目前最轻的金属结构材料，其比强度高于铝合金和钢，略低于比强度最高的纤维增强塑料；其比刚度与铝合金和钢相当，远高于纤维增强塑料；其耐腐蚀性比低碳钢好得多，已超过压铸铝合金Ａ380；其减振性、磁屏蔽性远优于铝合金；鉴于镁合金的动力学粘度低，相同流体状态(雷诺指数相等)下的充型速度远大于铝合金，加之镁合金熔点、比热容和相变潜热均比铝合金低，故其熔化耗能少，凝固速度快，镁合金实际压铸周期可比铝合金短50%。
镁合金的热处理与力学性能研究
镁合金的热处理与力学性能研究镁合金作为一种轻质高强度材料，具有广泛的应用前景。
但是，由于镁合金的低熔点和高固溶度，使得其在加工和使用过程中容易发生晶粒长大、力学性能下降等问题。
因此，研究镁合金的热处理方法以及其对力学性能的影响，对于进一步提高镁合金的应用性能具有重要意义。
一、热处理方法1. 固溶处理固溶处理是对镁合金进行热处理的一种常用方法。
通过在高温下加热镁合金，使其中的合金元素溶解于基体中，然后在适当的速度下冷却，从而达到改善镁合金组织和性能的目的。
2. 时效处理时效处理是指在固溶处理后，将镁合金在适当的温度下保持一段时间，以促进析出相的形成和组织的稳定。
3. 淬火处理淬火处理是通过将加热至高温的镁合金迅速冷却至常温，以改变其组织和性能的方法。
淬火能够使镁合金中的相转变、晶粒细化，并提高材料的强度和硬度。
二、热处理对力学性能的影响1. 强度和硬度的提高热处理能够减少镁合金中的晶界、亚晶界和位错，促使其晶粒细化，从而提高了材料的强度和硬度。
此外，通过合理的热处理方法，还能促使析出相的形成，进一步提高镁合金的力学性能。
2. 可塑性的改善热处理能够改善镁合金的可塑性，降低其断裂韧性，从而增加了材料的加工性能。
通过热处理使镁合金中的晶粒细化和析出相的形成，能够提高材料的成形能力，减少加工过程中的损伤和断裂。
3. 耐腐蚀性能的提升热处理可以减少镁合金中的含氧化物和含气孔，改善材料的表面质量和耐腐蚀性能。
热处理还能够促使形成致密的氧化膜，提高材料的耐蚀性和耐氧化性。
三、热处理工艺优化的研究针对不同类型的镁合金，研究者通过调整热处理工艺参数，优化镁合金的组织和性能。
例如，通过改变固溶处理温度、时效处理时间和淬火速度等工艺参数，可以实现镁合金力学性能的最佳化。
此外，还可以通过引入微合金元素、添加合适的强化相等方法来改善镁合金的力学性能。
研究者们也通过采用不同的热处理方法结合其他表面处理技术，如电沉积、喷涂等，进一步提高镁合金的耐腐蚀性、磨损性和疲劳寿命等。
WE43镁合金的力学性能
性能的影响，对固溶处理和固溶处理后不同时间 时效后的 WE43 镁合金进行力学性能测试，研究 的力学性能指标： 屈服强度、 抗拉强度和延伸率。 表 1 是试样拉伸后所得力学性能结果，由于 2# 中的一个试样在标定线外拉断， 取消这组数据。 固溶处理后的 1# 试样抗拉强度 204.7MPa、 屈服强 度 114.3MPa， 延伸率 6.0％ ； 固溶加时效处理后的 实验合金， 其抗拉强度 、 屈服强度都有显著增加， 而延伸率只有 3％左右。 图 1 是 250℃ 时效处理对 WE43 镁合金力学 性能的影响， 在固溶后加时效 1h 左右， 该镁合金具 有最大的屈服强度和抗拉强度， 然后随时效时间增 加， 拉伸强度单调递减； 延伸率基本保持不变。 2. 2 力学性能分析 根据相图， Mg －Y 二元合金在 565℃ 时产生
物： 稳态的 Mg41Nd5 和亚稳态的 Mg12Nd。 Mg－Y－ Nd 三元合金中， 根据文献， 时效过程中析出的金属 间化合物主要有：稳态的 Mg14Nd2Y 和亚稳态的 Mg12NdY。 WE43 镁合金 530℃固溶处理 6h 后， Y、 Nd 溶
入镁基体， 形成镁基固溶体， 导致晶格发生畸变， 增加了位错运动的阻力， 由此提高镁的强度。第二 相部分溶入镁基体， 由于第二相是硬脆相， 第二相 减少使固溶处理后的 WE43 镁合金塑性好。
Gao Yijie
(HeBei Shenfeng Heavy Machine Co.,Ltd. Handan 056200)
Abstract: This paper introduces that after solid solution treatment and precipitation heat treatment to the WE43 magnesium
镁合金剧烈塑性变形力学性能研究(模板3)
毕业论文开题报告镁合金剧烈塑性变形力学性能研究一、选题背景和意义镁合金做为一种新型金属材料，已被广泛应用于汽车、计算机、通讯及航空航天等众多领域，许多国家将之视为２１世纪的重要战略物资，提出了若干重大的研究与开发计划。
在此背景下，深入分析这一新型金属材料的发展前景并拟定相应的对策，具有重要的意义。
镁合金是最轻的金属结构材料，其密度为1.75-1.90g／cm3；其比强度高于铝合金和钢，略低于比强度最高的纤维增强塑料；其机加工性能优良，易加工且加工成本低，加工能量仅为铝合金的70％；其耐腐蚀性比低碳钢好得多，已超过压铸铝合金A380；其减振性、电磁屏蔽性远优于铝合金。
另外，镁合金的低密度、低熔点、低动力学黏度、低比热容、低相变潜热以及与铁的亲和力小等特点，使其具有熔化耗能少、充型变速快、凝固速度快、实际压铸周期短、模具使用寿命长等优势，极适合于采用现代压铸技术进行成形加工，直接制备出薄壁和近终形复杂形状的零部件。
而且镁合金压铸件的性能优良，在常规使用条件下替代钢、铝合金、塑料等制件的效果非常好。
在实现产品轻量化的同时，还使产品具有优良的特殊功能，并且在镁合金压铸件报废后，还可以直接回收再利用，符合环保要求。
所以，综合性能优良的镁合金被誉为“21世纪金属”并被广泛应用于汽车、计算机、通讯等广阔领域。
虽然镁合金具有一系列的优良性能，然而镁具有密排六方结构，塑性差，难以塑性加工。
本课题是为了研究改善镁合金的力学性能的途径，使镁合金更好的应用于工业领域。
晶粒细化及组织控制是改善提高金属材料性能的有效途径。
晶粒细化能够大幅度提高镁合金的室温强度,塑性和超塑性成形。
细化晶粒的方法有很多，如锻造，挤压，轧制以及随后的再结晶退火处理工艺等。
而等通道转角挤压(ECAP)作为一种可细化合金组织、改善性能、提高材料成形性的塑形加工技术在国内外学术界被广泛的研究。
二、课题关键问题及难点本课题重点研究镁合金采用等通道转角挤压工艺与材料晶粒细化的关联，以及由此而引发的材料组织、力学性能等的变化；研究了ECAP工艺对材料性能、材料组织关系等的作用与影响．如何确定外切角ψ、内切角Φ的大小，及挤压路线、挤压次数、挤压温度和挤压速度的选择。
准晶增强高性能镁合金的研究答辩PPT
Mg-Al-Zn合金宏观硬度与Mg-Zn-Y准晶中间合金含量的关系
72.3HB
毕业论文答辩
Mg-Al-Zn合金拉伸强度和延伸率与Mg-Zn-Y准晶中间合金含量的关系
213.23MPa
6.41%
毕业论文答辩
结论
采用常规铸造法制备出的Mg-Zn-Y准晶中间合 金中存在Mg30Zn60Y10准晶相。 在Mg-Al-Zn合金熔体中通过外加的方式加入准 晶中间合金后，准晶相能够在随后的凝固过程 中遗留下来，分布在晶界和晶内。
毕业论文答辩
研究背景
准晶具有高硬度、耐蚀、耐热等优点，适合 于作韧性基体材料中的强化相。在镁合金溶液中 添加准晶相可制备出准晶相增强高性能镁合金及 镁基复合材料。 目前，准晶的实际应用仅限于表面涂层和增 强结构材料方面 ,其他领域的应用并不广泛。
毕业论文答辩
研究目的与意义
针对镁合金在应用中的一些缺点，希望可以 通过准晶相增强的方法制备出高性能的Mg-Al-Zn 合金。同时探寻准晶相增强高性能镁合金的作用 机理，旨在为以后制备高性能镁合金奠定基础。 让轻质，绿色的镁合金成为本世纪重要结构材料 的憧憬成为现实。 在镁合金研究热潮中 ,如果能利用准晶的优 异性能 ,开发新工艺、 新技术 ,可以进一步将我 国镁合金的资源优势转化为产业优势。
毕业论文答辩
实验结果与分析
毕业论文答辩
铸态Mg-Zn-Y合金的X射线衍射图谱
毕业论文答辩
铸态Mg-Zn-Y合金的SEM图像
毕业论文答辩
Mg-Al-Zn合金的铸态XRD衍射图谱
Mg-Al-Zn母合金
Mg-Al-Zn母合金+8%Mg-Zn-Y准晶中间合金
毕业论文答辩
不同Mg-Zn-Y准晶中间合金含量的Mg-Al-Zn合金铸态显微组织
挤压铸造zx60镁合金组织和力学性能研究
挤压铸造zx60镁合金组织和力学性能研究
本文研究了使用挤压铸造技术铸造zx60镁合金的组织和力学性能。
主要研究内容如下：
一、挤压铸造ZX60镁合金组织
1. 组织特征：采用扫描电镜（SEM）和X射线衍射（XRD）对挤压铸造的ZX60镁合金组织进行了研究，结果表明，挤压铸造的ZX60镁合金主要由大量耐磨性良好的α-Mg和粒细小的碳化物矿物组成，其中α-Mg居主导地位，碳化物矿物颗粒相对均匀，整体组织明显比普通铸件结晶粒细小，达到了晶间枝晶的组织特征。
2. 组织气孔：在浇铸过程中，气体的脱附、空气的压力以及模具的热胀冷缩作用，会在镁合金内产生大量的气孔，而挤压铸造方法则可以有效消除或最小化模具内部气孔，从而有效改善抗腐蚀性能，使得再结晶温度更低，维护工件表面最佳性能。
二、挤压铸造ZX60镁合金力学性能
1. 硬度：使用室温抗冲击硬度测试，结果表明，挤压铸造的ZX60镁合金硬度约为100 HRB，比普通铸件的硬度要高。
2. 抗拉强度：使用室温抗拉试验，结果表明，挤压铸造的ZX60镁合金抗拉强度约为460MPa，比普通铸件的抗拉强度有所提高。
3. 延伸率：使用室温拉伸试验，结果表明，挤压铸造的ZX60镁合金延伸率约为20%，要高于普通铸件的延伸率。
总之，采用挤压铸造技术生产ZX60镁合金并具有良好的组织和力学性能，是可行的技术。
挤压和退火工艺对AZ31镁合金组织及性能影响的研究答辩稿
21
陈述完毕！ 敬请各位老师批评指正!
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致谢
最后，本人向长期以来，在学业、 生活等诸多方面上给予过我热情鼓励、 大力支持、悉心帮助的各位领导、老师、 同学和朋友们致以深深的敬意！
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坯料的成分如表2-1，力学性能指标如表2-2，组织见图2-1。
表2-1 AZ31镁合金的热挤压棒坯化学成分（%）
表2-2 实验用材料力学性能
7
图2-1 AZ31镁合金原始坯料组织
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2.2.1 挤压实验设备
• 镁合金属于低塑性材料，所以最好是液压机上 挤压。因为液压机的行程速度比较慢，可以保 证镁合金挤压时有良好的变形速度条件；只要 变形温度合适，不管应力状态如何，镁合金都 具有较高的塑性，可以挤出所需形状、尺寸的 挤压件。本实验共得到了4种挤压速度下的 AZ31镁合金，之后对其进行不同温度和时间 的退火实验，测定退火温度和时间对其显微组 织和力学性能的影响。挤压冲头的速度为 0.5mm/s—20mm/s。
220℃250℃13图3-3 12mm/s保温30分钟不同温度退火后组织
3.3 退火时间对AZ31镁合金棒材组织的影响
10min
镁合金的热变形行为及力学性能研究
镁合金的热变形行为及力学性能研究镁合金是一种轻质高强度的金属材料，因其重量轻、强度高、耐腐蚀等优点，在航空航天、汽车、电子通讯、运动器材等领域得到广泛应用。
然而，由于其在高温下易于软化和破坏，热变形行为及力学性能的研究对于镁合金的发展至关重要。
1.热变形行为的研究热变形行为是指材料在热加工过程中的变形行为，包括变形应力、应变、应变速率等指标。
镁合金的热变形行为与其微观组织有着密切的联系。
研究表明，在温度为200℃~400℃范围内，镁合金的应变硬化效应较强，变形应力与应变率之间呈现出显著的正比关系。
随着温度的升高，镁合金中的细晶粒首先发生动态再结晶，从而导致材料的变形应力和应变率的降低。
当温度进一步升高时，材料会出现粗大晶粒的再生变形，其剪切带和孪晶的形成则可导致应变增大，导致材料的流动性能下降。
2.力学性能的研究力学性能是指材料在载荷作用下的力学特性，对于实际工程应用有着至关重要的影响。
针对镁合金的力学性能研究，主要包括硬度、韧性、塑性等方面。
研究发现，在一定的应变速率下，镁合金的硬度随温度升高而降低，这与材料的动态再结晶机制有着密切的关系。
此外，镁合金的韧性和塑性也受到温度的影响。
随着温度的升高，镁合金的塑性越来越强，断裂韧性也逐渐提高。
3.应用前景随着工业技术的不断进步和对材料强度重量比要求的提高，镁合金在航空航天、汽车、电子通讯等领域的应用前景越来越广阔。
而研究镁合金的热变形行为及力学性能则能够为材料的开发和应用提供重要的理论依据。
总之，镁合金的热变形行为及力学性能研究是镁合金发展和应用的重要基础研究之一。
通过深入研究材料的微观组织和宏观力学性能，可以为镁合金的优化设计、改良和应用提供重要的科学依据。
论文 镁合金
镁合金化其他表面处理一、前言镁合金的密度很小，是钢的四分之一、铝的三分之二，但镁合金的比强度却大于钢和铝，是最轻的金属结构材料。
因此，镁合金在电子产品、汽车、航空航天等需要高比强度金属材料的领域具备广阔的发展前景。
但是镁合金的化学活性高，在有机酸、无机酸和含盐的溶液中均会被腐蚀，且腐蚀速率较高，使得镁合金的应用受到了很大的限制。
表面处理技术在保持镁合金原有优良特性的同时能够有效地提高其耐蚀性能，且大部分表面处理技术工艺成熟、成本低廉，是改善镁合金耐蚀性能的有效手段。
常用的镁合金表面处理技术有电镀、化学镀、化学氧化、等离子电解氧化等。
二、镁合金表面处理技术2.1电镀和化学镀技术镁合金表面镀镍技术分为电镀和化学镀2种。
由于镁合金化学活性高，在酸性溶液中易被腐蚀，因此镁合金电沉积技术与铝合金电沉积技术有着显著的差异。
目前，镁合金电镀工艺技术有2种工艺 ( 如图1所示) ：浸锌--电镀工艺和直接化学镀镍工艺。
为了防止镁合金基体在酸性溶液中被过度腐蚀，需要在前处理溶液中添加F( F与电离生成的Mg2 + 形成MgF2沉淀，吸附在镁合金基体表面可以防止基体过度腐蚀)。
V镁合金表面化学镀Ni-P合金是一种很成熟的工艺。
通常化学镀方法制备的Ni-P合金层是非晶态的，这层致密的非晶态Ni-P合金层可以有效地防止镁合金基体被腐蚀。
结合使用化学镀镍技术和滚镀技术可以在AZ91D镁合金基体上形成一层晶态的Ni-P合金层。
测试表明，该晶态Ni-P合金层中晶体颗粒细小，镀层致密，耐蚀性能也优于传统的非晶态Ni-P合金层。
2.2等离子微弧氧化技术微弧氧化技术是近年来在铝合金阳极氧化处理技术基础上发展起来的一项新型表面处理技术。
一般认为微弧氧化过程分为4个阶段：一是表面生成氧化膜；二是氧化膜被击穿，并发生等离子微弧放电现象；三是氧化进一步向深层次渗透；四是氧化、熔融、熔固平稳阶段。
在微弧氧化过程中，当电压增大到某一值时，镁合金表面微孔中产生火花放电，使表面温度达2000℃以上，利用这种微弧区瞬间高温的烧结作用直接在镁、铝、钛等金属表面原位生成陶瓷膜，这种膜的显微硬度可高达2500～3000HV。
CA和TI对镁合金抗氧化性和力学性能的影响
Ca和Ti对镁合金抗氧化性和力学性能的影响摘要镁合金具有比重小、比强度比刚度高、阻尼减震性能优良、切削加工性能好、电磁屏蔽能力强、尺寸稳定和容易回收等诸多优点，近年来已成为汽车、通讯电子和航空航天领域重要的轻质金属结构材料，显示了极大的应用前景。
我国具有丰富的镁资源，原镁产量和出口居世界首位，但是镁合金的研究和应用还比较落后。
如何将我国的镁资源优势转变为技术和经济优势，促进国民经济发展，是摆在我们面前的迫切任务。
因此，开展镁合金研究对于我国的经济和建设具有十分重要的意义。
本文以AM50和AZ91合金为基，通过添加Ca和Ti, 浇铸后经挤压或轧制制备了几种不同成分的实验合金，开展了如下的研究：(1)测试了各实验合金的燃点，通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、电子探针(EPMA)、俄歇电子能谱(AES)等分析和测试手段，系统研究了含Ca或Ti的AM50和AZ91镁合金氧化膜的结构，并探讨了其氧化机理。
(2)研究了合金元素Ca或Ti对挤压和轧制AM50镁合金显微组织和力学性能的影响。
(3)测试了含Ca或Ti的挤压和轧制AM50镁合金热处理后的力学性能，研究了热处理过程中合金组织的演化规律，探讨了热处理强化机制。
(4)测试了含Ca 或Ti的挤压和轧制AM50镁合金的蠕变性能，分析了其蠕变强化机制。
研究表明，Ca能显著提高AZ91和AM50镁合金的燃点，测得AZ91+1Ca和AM50+1Ca的燃点分别高达860℃和874℃；Ti对AZ91和AM50镁合金的燃点有小幅提高。
宏观及微观观察表明，Ca的加入使AM50和AZ91合金的表面形成了一层致密均匀的具有保护性的氧化膜, 而Ti加入AZ91和AM50合金后形成的氧化膜虽然比较规则，但不连续不致密，不具保护性。
以AM50+xCa(x=0,1,2%)为例，分析了氧化膜的组成和结构，发现AM50+xCa(x=1,2%)合金的氧化膜主要由MgO和CaO组成，从AES曲线反映的氧化膜剖面上各元素的浓度分布可以把氧化膜分成两个亚层，最外层主要由CaO组成，内层主要由MgO组成，并从热力学的角度论证了这种推论。
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7%的孪生体积分数明显少于 5%，这是因为变形量超过一定 数值后，原有孪生开始互相交 叉生长和覆盖；
除了产生大量的{10-12}拉伸孪 晶外（红色线条），还有产生 了少量的压缩孪晶（紫色线条）， 这是因为初始态试样并不是理想 状态的完全基面织构。
试样在不同变形量下的EBSD成像图
2. DPD后试样织构的变化：
1.8 2.7 7.9
汽车行业
~60%航空~航2%天等国~1防0%军
工
通用机械
镁合金塑性加工中的问题：
由于加工成本的原因，现有镁合金产品中，变形镁金只占约 10%，急需发展最具市场潜力的低成本挤压型材和轧制板材。
主要问题
解决途径
镁合金塑性变 形理论体系的 基础研究
易形变 加工开
裂
可承受的 变形速率
论文题目：
AZ31镁合金动态塑性变形对拉 伸性能的影响
答 辩 人： 魏小龙 学 号 ：20083934 班 级 ：09级材加2班 指导老师 ：张喜燕 教授
课题研究背景：
除镁了合优金秀是的目力前学工性程能应外用，中还比具重有最轻的金属结构材料; 导热性好、电磁屏蔽能力强的特点。
镁铝钢
3C产品
密度g/cm3 比阻尼系数
90°拉伸曲线不像0°存 在“上凹段”，说明 90°拉伸中不存在“退 孪生”活动。
不同变形量90°拉伸应力-应变曲线
结论
本文通过测定AZ31镁合金试样在1%、3%、5%和7%不同应 变量下，以及与DPD载荷方向呈0°、90°夹角拉伸后的组织结 构，来分析DPD变形对力学性能的影响，得出以下几条结论：
ND
RD TD
DPD
DPD
1%、3%、5%、7%变形量下试样{0001}极图
从图中可以看出，随着变形量的增加， 原有的基面织构在DPD冲击载荷作用下， 发生{10-12}拉伸孪生的晶粒也越多，晶粒 向RD方向偏转86.3°，最终呈现出晶粒取向 趋于平行RD方向。
3. DPD后试样0°方向拉伸的力学性能：
本论文着重研究的是AZ31镁合 金在DPD后，其组织结构的变化， 以及DPD后镁合金不同方向上拉 伸性能的变化。
实验部分： 合金成分
实验材料： 普通商用AZ31镁合金热轧板坯
Al : 2.95% Zn: 0.94% Mn: 0.41% Si: 0.18% 其余为Mg
试验设备： • Instron Dynatup 8120落锤冲击试验机， • 金相显微镜， • SHIMADZU AG-X10KN拉伸机， • X-射线衍射仪， • 场发射扫描电子显微镜（配有EBSD探头）
0.40mm
实验具体过程：
5. 在SHIMADZU AG-X10KN拉伸机 上 对拉伸试样进行单轴拉伸试验，得 到不同DPD变形量和不同角度上的 拉伸曲线；
6. 对拉伸后的试样进行EBSD观察，断 口观察，记录拉伸后试样的组织特征， 对实验结果进行分析讨论，得出最终结 论，撰写论文。
实验结果和分析 一: AZ31镁合金试样DPD前的初始组织状态：
D P D 后
1%、3%、5%、7%变形量下试样0°拉伸极图, x轴为ND方向.
0° 拉
伸
0° 拉 伸 出 现 “ 退 孪 生 ”
即 0° 拉 伸 会 使
现象，晶粒重新平行于ND
DPD 时 发 生
方向。
{10-12} 孪 生 的 那些晶粒恢复
原状。
0°拉伸应力-应变曲线：
0°拉伸试样在经历了一小段弹 性变形后，出现了一大段“上凹 形”曲线，这就是在0°方向进 行拉伸时“退孪生”所引起的现 象。
在退孪生结束之后，试样的孪 晶强化效果消失，其变形所需 的应力也就降低，故曲线呈下 降趋势;而且随着DPD变形量的 增加，试样的屈服强度和延伸 率也增加。
不同变形量0°拉伸应力-应变曲线
4. DPD后试样90°方向拉伸的力学性能:
D P D 后
1%、3%、7%变形量下试样90°拉伸极图， x轴为ND方向， z轴为RD方向.
DPD
DPD
3%、5%和7%的变形样品；
实验具体过程：
3. 将DPD后的样品进行去应力退火； 然后在样品的ND-RD面和ND-TD面 上分别切取切取0°和90°拉伸试样；
4. 对所取DPD变形后的金相试样 进行打磨、电化学抛光和腐蚀 然后对腐蚀后的试样进行金相 观察；
拉伸试样尺寸： 平行段：5.00mm， 宽 度：1.26mm， 厚 度：手工打磨至
低
精整矫直 困难
成材率低
塑性加工过程 中组织精细化 控制
动态塑性变形技术：
动态塑性变形（Dynamic Plastic Deformation，简称DPD） 是指材料在很高应变速率下发生的塑性变形，通常这类变形发生 在高速撞击中。
镁合金在室温下的强度较低，塑性也较差，研究DPD对镁合金 的影响可为镁合金材料加工提供指导意见和方法，提升镁的工业 价值。
实验具体过程：
1. 从所选的AZ31镁合金板材上沿 ND×TD ×RD方向切取尺寸为 22×30 ×30/(1-ε)的实验用试样；
ND RD
TD
其中单位为mm，
ε为DPD变形量
2. 利用Instron Dynatup 8120落锤冲击
试验机沿试样RD方向对其进行DPD
变形，应变速率约为500s-1，利用模 具控制样品的应变量，分别得到1%、
90°拉伸过程中，原始
90°拉 伸 垂 直 于晶 粒 c
90° 拉
的DPD织构并没有被改
轴，会抑制{10-12}孪
伸
变，说明90°拉伸中不存 在“退孪生”活动。
生 活 动 ， 而 {10-11} 压 缩孪生和非基面滑移 会被激活，主导整个
变形过程。
90°拉伸应力-应变曲线：
随着DPD变形量的增大， 试样的屈服强度也相应的增 大，这是因为存在{10-12}孪 生强化机制，其在DPD变形 过程中会形成孪晶界以阻止 位错的滑移且孪晶内部也会 形成位错纠缠，从而导致了 试样的形变强化效果，引起 了屈服强度的增大。
图1. 试样DPD前EBSD微观组织
图2. 试样初始组织示意图
从图1(a)中可以看出，变形前试样晶粒中没有孪生， 而且晶粒大小也较为均匀，与通常的轧制态镁合金一 样，变形前的试样具有强烈的{0001}的变化
1. DPD后试样的孪生情况：
从图中可以看到，随着应变量 的增加，晶粒中出现孪生的现 象也越来越多，这是因为变形 量增大,孪生的形核、长大也增多；