固溶处理对镁合金组织和耐腐蚀性能的影响毕业论文Word下载.docx

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Abstract

DiscussestheMg-Al-Znalloyaftersolutiontreatmentandcorrosionresistanceaftertheorganizationchanges.ByobservingtheorganizationaftersolutiontreatmentandtheTafelcurvesofMg-Al-Znalloyaftersolutiontreatmentandelectrochemicalcorrosionbehaviorwasstudied.Theresultsshowedthat,afterthemagnesiumalloyaftersolutiontreatmentmicrostructuregraingrowthsignificantly,β-（Mg17Al12）phasepartiallydissolvedinthematrixorganization,inthetemperaturereaches560degrees,thetissueover-burningphenomenon.Withuntreatedcorrosionresistanceofmagnesiumalloyscomparedtothatafterthemagnesiumalloyaftersolutiontreatmentdidnotincreasethecorrosionresistance.

Keywords：

Magnesiumalloy；

Microstructure；

Corrosionresistance

学位论文原创性声明

本人郑重声明：

所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

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年月日

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本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

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涉密论文按学校规定处理。

日期：

导师签名：

日期：

目录

目录3

第一章绪论4

1.1选题的目的与意义4

1.2镁合金5

1.2.1镁合金的发展5

1.2.2镁合金的性能及应用6

1.2.2.1镁合金在汽车上的应用：

6

1.2.2.2镁合金在3C产品上的应用：

7

1.2.3镁合金的种类及发展趋势7

1.2.3.1镁合金的种类7

1.2.3.2镁合金的发展趋势8

1.3合金元素对镁合金组织和力学性能的影响10

1.3.1镁合金主要化学成分10

1.3.2合金元素对合金组织和力学性能的影响11

1.4固溶处理的作用13

1.4.1固溶与时效处理13

1.5稀土镁合金14

1.5.1稀土镁合金的发展现状14

1.5.2稀土镁合金的开发应用及前景15

1.6本论文的主要研究内容16

第二章试验方法及设备17

2.1实验选用材料17

2.1.1固溶处理实验所使用的材料17

2.1.2金相实验选用的材料17

2.1.3耐腐蚀实验所使用的材料17

2.1.4X射线衍射实验所使用的材料17

2.2实验方案17

2.3实验过程19

2.3.1固溶处理实验的过程19

2.3.2金相实验的过程19

2.2.3极化曲线实验的测试过程19

2.4实验设备20

第三章固溶处理对Mg-Al-Zn系镁合金显微组织的影响22

3.1AZ91D及AZ91D-RE合金的显微组织特征分析22

3.2AZ91D及AZ91D-RE镁合金固溶处理后显微组织特征分析24

3.3本章总结26

第四章固溶温度对Mg-Al-Zn系镁合金显微组织的影响27

4.1不同温度对Mg-Al-Zn系合金显微组织的影响27

4.2本章总结31

第五章固溶时间对Mg-Al-Zn系镁合金显微组织的影响32

5.1不同时间对Mg-Al-Zn系镁合金显微组织的影响32

5.2本章结论34

第六章固溶处理对Mg-Al-Zn系镁合金耐腐蚀性能的影响35

4.1固溶处理后冷却速度对AZ91D-RE系镁合金耐腐蚀性能的影响37

4.2不同固溶处理时间对AZ91D-RE系镁合金耐腐蚀性能的影响38

4.3结论39

第七章结论40

参考文献41

致谢44

第一章绪论

1.1选题的目的与意义

当前，由于环保和节能的需要，汽车轻量化已经成为世界汽车发展的潮流。

汽车轻量化的途径很多，其中采用铝、镁轻质材料是汽车轻量化重要措施。

20世纪90年代以来，全球掀起了镁合金开发应用的热潮，镁合金以其丰富的资源、可回收再生、高比强度、高比刚性、优异的压铸性能、良好切削加工性、阻尼减振和再生循环等突出性能，正重新在汽车轻量化结构材料领域发挥越来越令人瞩目的作用，并且随着镁压铸循环经济技术和镁冶金新技术的进步，镁合金压铸件生产的利润空间将打开，镁会在追求轻量化和性价比的结构材料领域得到越来越广泛的应用。

镁合金正成为继钢铁、铝之后的第三大金属工程材料，被誉为“21世纪绿色工程材料”，世界镁产业以每年15%-25%的幅度增长，这在近代工程金属材料的应用中是前所未有的。

镁合金广泛应用于航空、航天、交通工具、3C产品、纺织和印刷行业等。

但是普通镁合金的机械、耐蚀、耐高温性能较低，从而限制了其应用范围。

因此，研究开发具有高强度、耐热、耐蚀等性能的镁合金，拓展镁合金的应用领域，成为镁合金科研工作者的重要课题。

我国有丰富的稀土和镁资源,是稀土和镁资源储备、生产、出口的第一大国。

因此,研究开发稀土镁合金在我国具有独特优势,合理利用稀土资源,开发含稀土的高强、耐蚀性能镁合金,不但能进一步增加镁合金材料在汽车工业、通讯电子业等行业领域中的应用,也可促进镁合金材料在新领域中的进一步开发和利用,也为稀土材料的应用开辟出十分广阔的领域。

但我国在稀土新材料的开发应用方面与日本、美国等发达国家相比还有相当大差距。

目前稀土元素仍是作为辅助元素,其加入的质量分数不大于11%。

进一步开发使稀土成为主加元素,并研究稀土元素与镁合金及其他元素（如Ca、Zn等）之间的合金化机制,从而研制出最佳合金配比的特殊性能镁合金。

近年来,稀土合金的研究有了很大发展,世界各国纷纷制定有利于镁合金产业发展的政策,稀土在镁合金中的应用开发条件逐渐成熟,随着稀土镁合金的优良特性逐步为人们所接受,其应用市场也将更广阔[1]。

本论文考察固溶处理对Mg-Al-Zn洗合金显微组织和耐腐蚀性能的影响，揭示不同固溶处理时间和固溶处理温度对AZ91D镁合金及含混合稀土（Ce，La）的AZ91D镁合金的显微组织和抗腐蚀性能的影响规律。

1.2镁合金

1.2.1镁合金的发展

1808年在实验室制得纯镁，1886年镁合金在德国开始工业化生产，1930年德国首次在汽车上运用镁合金73.8Kg，1935年苏联首次将镁合金用于飞机生产，1936年德国大众用压铸镁合金生产"

甲克虫"

汽车发动机传动系统零部件，1946年达到单车镁合金用量18Kg，1938年英国伯明翰首次将镁合金运用到摩托车变速箱壳。

20世纪40年代皮江炼镁法发明，由于工艺简单，生产成本大幅降低，使全世界的原镁产量大幅增加，但能源消耗大，污染环境严重。

此前所用的电解法炼镁，虽然洁净，但生产成本较高[2]。

国外对于镁合金的发展非常重视，各国纷纷加大镁合金制品的研发力度，尤其是20世纪90年代以来，相继出台了镁研究计划，开展了大型的"

产、学、研"

联合攻关项目和计划。

德国政府制订了一个投资2500万德国马克的镁合金研究开发计划，主要研究压铸合金工艺，快速原型化与工具制造技术和半固态成型工艺，以提高德国在镁合金应用方面的能力；

1993年欧洲汽车制造商提出"

3公升汽油轿车"

的新概念，美国也提出了"

PNGV"

（新一代交通工具）的合作计划[3]，其目标是生产出消费者可承受的每百公里耗油3公升的轿车，且整车至少80％以上的部件可以回收，这些要求迫使汽车制造商采用更多高新技术，生产重量轻、耗油少、符合环保要求的新一代汽车；

日本通过了"

家电回收法"

，以限制工程塑料的使用，率先将镁合金用于笔记本电脑、移动电话、数码相机、摄像机上，并计划推广到家电和通讯器材等领域[4]。

国内对镁合金的发展也日益重视，10多年来，中国镁工业以年均37％的增长率迅速发展，成为世界镁生产大国、出口大国，也给中国经济发展带来无限生机。

但是，快速发展的同时，带来一些问题：

如工艺简单，技术装备落后，环境恶劣，资源、能源浪费比较严重，产品质量不够稳定等。

这些问题必将给镁业良性发展带来严重后果。

因此，急需以新技术和先进装备改造和提升镁冶炼；

以科学发展观，全面创新，提升皮江法镁冶炼产业水平，建立科技型、环保型、效益型的机械化、自动化的“新型镁冶炼示范企业”。

生产优质镁合金，以带动和影响镁冶炼行业健康有序地发展。

在镁产业发展战略上做到完善宏观战略决策体系，建立镁及镁产业发展的目标选择与动态调整机制；

建立经济、科技部门信息共享机制，加强产业政策、技术政策和投资机制之间的协调；

实施知识产权战略，加速国家标准的制定与推广，加速标准国际化；

加强“官产学研”协调合作，充分发挥人的创造力，培养多层次高素质创新人才；

重视国际合作，加强自主创新，突出区域比较优势，培育高新技术型产业集群和增长级。

1.2.2镁合金的性能及应用

镁合金引起人们的关注是在2002年。

镁合金现阶段的应用前景,是做为工业品外壳取代塑料。

和塑料相比,镁合金更轻,强度更高,抗振动,能吸收电磁辐射,80%以上的镁合金还可再回收利用,对环境污染小,故镁合金被称为“绿色金属”,广泛应用于航空航天、军用品,交通工具、机械设备、通信设备、办公设备、光学设备、体育用品等10多个领域,是21世纪的朝阳产业[5]。

镁合金压铸件具有重量轻、延伸率高,减震性能强、屏蔽性能好、易加工、易回报等诸多优良特性,以及良好的社会效益和经济效益,目前已被发达国家广泛用于汽车仪表板、座椅支架、变速箱壳体、方向操纵系统部件、发动机罩盖、车门、框架、发动机缸体等零部件上。

镁合金零件的性能:

①质量轻,密度仅为1.7,是铝的2/3,钢的1/