热挤压Mg-Al-Zn-xLa合金组织性能研究

热挤压Mg-Al-Zn-xLa合金组织性能研究

作者:师大云端图书馆 时间:2019-10-03 分类:参考文献 喜欢:3697
师大云端图书馆

【摘要】在未来的轨道客车发展的领域里,轻量化是发展的趋势。因为轨道客车的轻量化一方面可以提高客车的运行速度,另一方面还可以降低能耗,节约能源。而要实现客车轻量化的目标,无非是有两种方法:一种是通过对轨道客车的结构设计进行改进,一种是用轻量化的材料来代替原先的材料。现在一般车体的材料都是以铝合金为主,但是依旧不能满足轻量化的要求。于是人们将目光投向了镁合金,因为镁合金高的比强度、比刚度、轻质以及丰富的镁资源,现在用镁合金替代铝合金作为车体的材料已经成为研究的热点。本论文开发高强度、高成形性镁合金材料,研究该类镁合金的组织和性能,以及适合其焊接工艺方法,并对它的焊缝的组织性能进行探究。本研究选取镁合金AZ61作为基合金,通过对其进行热挤压以及稀土化制备出Mg-Al-Zn-xLa系列合金,对合金进行激光焊接。通过扫描电镜分析、X衍射分析、透射电镜分析等研究挤压材料和焊缝的微观组织和力学性能。本论文主要的研究成果如下:(1)热挤压过程可以焊合铸态组织中的缩孔、气孔等缺陷,并且可以明显细化晶粒。在热挤压过程中合金的变形机制主要为孪生和位错的滑移,且这些位错和孪生组织一般位于第二相附近。(2)当La的加入量为0.0%-1.0%时,热挤压Mg-Al-Zn-xLa合金的晶粒逐渐减小,当La含量超过1.0%时晶粒开始粗化。在加入稀土元素La之后,合金形成了新相Al11La3,这种新相在挤压过程中被挤碎且沿着挤压方向分布。通过对热挤压Mg-Al-Zn-xLa的显微组织分析研究发现,含La为1.0%合金的组织最均匀,综合性能最好。(3)与铸态AZ61镁合金的拉伸性能相比,这四种合金都有大幅度提升,尤其L2(含La,1.0%的热挤压AZ61镁合金)与铸态AZ61镁合金的抗拉强度220MPa,屈服强度126MPa,延伸率12.6%相比分别提升41.3%,50.7%,49.2%。在力学性能方面已经达到了设计所要求的σb=280-330MPa、σs=180-220MPa、δ=6-22%。(4)热挤压Mg-Al-Zn-xLa系镁合金的最佳激光焊接参数是,焊接功率为2000W,焊接速度为2m/min,此时焊缝的成型性最好,变形量最小。焊接接头的拉伸强度,屈服强度,延伸率分别为母材的98.1%,93.06%,75.6%。从而展现出良好的激光焊接性能。焊接接头的拉伸断口同母材一样均为韧性断口。
【作者】郭毅;
【导师】杨晓红;
【作者基本信息】吉林大学,材料学,2014,硕士
【关键词】Mg-Al-Zn-xLa;镁合金;热挤压;稀土化;激光焊接;显微组织;力学性能;

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