一、镁合金及其成型技术在工业中的应用(论文文献综述)
马趁义[1](2021)在《高合金含量变形Mg-Al-Zn-Sn系镁合金组织调控与力学性能》文中研究说明Mg-Al-Zn(AZ)系镁合金是应用最广泛的商业镁合金体系之一。与低合金含量AZ系合金相比,高合金含量的AZ80和AZ91等具有更高的强度。然而,高合金含量AZ系合金塑性较低、成型性差,铸态组织中易形成粗大的网状共晶相。此外,高合金含量AZ系镁合金凝固区间较宽,铸造过程中容易形成偏析、缩孔和热裂等铸造缺陷。通过添加合金元素或变质剂均难以完全消除这些不利影响。因此,为避免高合金含量AZ系镁合金的上述缺点对制备过程与性能的不利影响,亟须开发具有细小铸态组织且能通过变形获得高强塑性的新型镁合金体系。本文基于调整AZ系镁合金的Al含量至中等(4–7 wt.%)含量,并适当提高Zn含量(>1 wt.%)的设计思路,选择Mg-5Al-2Zn(wt.%,AZ52)合金为基体合金,研究少量Sn对变形AZ52合金组织与性能的影响,优化出强塑性优异的新型合金,并将其与商业AZ91合金进行对比研究。此外,通过添加少量Bi元素进一步细化合金的组织、提高合金的性能,并研究亚快速凝固对多元镁合金凝固组织与轧制行为的影响,期望为高强韧非稀土镁合金的短流程制备提供借鉴。主要结论如下:(1)阐明少量Sn对变形AZ52合金微观组织和拉伸性能的影响规律。Sn含量为0.54wt.%时基本不影响挤压和退火态AZ52合金的微观组织与力学性能;Sn含量达到0.91 wt.%时,随Sn含量增加,挤压和退火态合金的晶粒逐渐细化,析出相含量逐渐增加,合金强度逐渐增加。挤压和退火态AZT522合金强塑性较好。(2)发现与AZ91合金相比,新型AZT522合金铸态组织更细小,轧制成型性更好,退火态样品强塑性更高。由于较高Zn含量与添加的Sn,AZT522合金铸态组织比铸态AZ91合金细小;热轧AZT522合金轧制成型性优于AZ91合金;225℃/1.5 h退火的AZT522合金室温拉伸YS、UTS和εf分别为271 MPa、343 MPa和16%,强塑性优于退火态AZ91合金。(3)阐明了低温固溶与2%冷轧预变形对AZT522合金时效行为和力学性能的影响规律。175℃时效时,低温(350℃/1 h)固溶的AZT522合金需要75 h达到峰值硬度,组织中存在大量不连续析出,时效强化效果差。低温固溶结合冷轧预变形能促进AZT522合金的时效析出,大幅缩短峰时效时间至15 h,提高峰值硬度,有效抑制不连续析出,使合金的YS和UTS分别增加77 MPa和31 MPa,塑性基本不变。(4)研究了单道次70%压下量轧制AZT522合金的时效行为。轧制AZT522合金的组织由含少量析出相位错密度较低的细晶区和高固溶高位错密度的粗晶区组成;两区域均在175℃/10 h达到峰值硬度,峰时效析出相均为Mg17Al12和Mg2Sn。峰时效AZT522合金具有良好的强塑性,其YS、UTS和εf分别为281 MPa、368 MPa和13.7%。(5)阐明了亚快速凝固(SRS)对AZTB5220合金铸态组织、微观偏析和拉伸性能的影响规律。相比于常规凝固(CS),高冷速的SRS显着降低铸态AZTB5220合金的枝晶尺寸至83mm,大幅细化共晶相尺寸;SRS显着改善了Al和Sn元素的微观偏析,而Zn和Bi的微观偏析改善有限;由于微观组织细化、合金元素固溶含量增加,铸态SRS样品的力学性能大幅提升。(6)阐明了亚快速凝固AZTB5220合金在后续热轧及退火时的微观组织演化与性能变化规律。由于初始组织更细小,亚快速凝固AZTB5220合金在后续热轧时细化速度更快,退火时能更快地获得均匀细晶及较高强塑性。压下量70%的退火态SRS样品平均晶粒尺寸为3mm,具有大量细小近球形第二相及较高残留位错密度,其拉伸YS、UTS和εf分别为267 MPa、356 MPa和12.8%。
潘占福,李悦,付林,高志纯[2](2021)在《轻量化技术在汽车上的应用》文中研究说明轻量化技术在汽车制造中被广泛应用,轻量化材料及相关新技术的大量使用是汽车减重的重要途径。参考大众、奥迪等车型用材情况,分析了高强度及超高强度钢、铝合金、镁合金等轻质合金、碳纤维复合材料等轻量化材料的种类、性能特点、制造工艺以及在汽车上的应用现状,从成本、效率及工艺等多个方面进行对比,并阐述了汽车轻量化未来发展趋势。旨在通过对轻量化材料及工艺的研究,为汽车选材提供参考依据。
薛玉娜[3](2020)在《高强镁合金结构件防护涂层的静/动态耐蚀机理研究》文中研究说明镁合金作为比重最小的金属结构材料,同时兼具良好的比强度、比刚度和阻尼减震性能,有望成为汽车轻量化的主耗材之一。然而,在实际使役条件下,镁合金结构件往往因遭受环境的化学腐蚀或交变载荷的应力腐蚀而导致早期失效,严重阻碍了其应用领域扩展。因此,镁合金作为结构件使用,在满足力学性能的同时,提高其抗环境腐蚀、特别是腐蚀疲劳性能至关重要。基于此,本文以AZ31B、AZ80和ZK60的铸造态和高强度形变态镁合金为研究对象,通过微弧氧化(Micro-arc Oxidation,MAO)及组合微弧氧化与静电喷涂两类表面处理技术,制备出断面结构不同的系列防护涂层。采用电化学腐蚀、标准盐雾腐蚀及力-化学耦合的腐蚀疲劳等试验方法,并结合微观组织分析,系统研究了镁合金牌号与成型方法对不同结构防护涂层耐蚀性能的影响机理;获得了“基体合金元素-成型工艺-表面防护涂层-腐蚀/腐蚀疲劳性能”的相关性规律,主要研究结果如下:(1)通过电化学腐蚀试验获得了 MAO涂层在不同生长电流密度下的电化学腐蚀影响规律,建立了 MAO涂层对AZ80合金表面双电层电荷传递及吸附状态的物理化学模型,揭示了 MAO涂层和镁合金基体界面处腐蚀性Cl-迁移过程的电荷传递和平衡机制。对比研究了不同电流密度下生长的MAO涂层,发现在34 mA/cm2电流密度下生长的MAO涂层具有均匀、细小的微孔形态,微观结构缺陷少、氟化物含量高,可显着提高镁合金基体的抗腐蚀能力。采用Mott-Schottky测试分析方法得出AZ80基体和MAO处理的合金试样均表现出p型半导体特性。34 mA/cm2下生长的MAO涂层具有较低的受主浓度和平带电势,在Cl-腐蚀环境下,可阻止界面双电层中Cl-吸附和迁移过程,使得试样表面电荷保持相对平衡稳定的状态,减缓腐蚀的发生,提高MAO涂层的耐腐蚀性能。(2)在34 mA/cm2的生长电流密度下,探究了不同处理时间下MAO涂层的电化学腐蚀及动/静态腐蚀行为;确定出具有良好耐蚀性、尤其是具有优异腐蚀疲劳强度的镁合金结构件表面防护涂层,揭示了其动态腐蚀机理。通过表征AZ31B镁合金及MAO涂层的盐雾加速腐蚀行为以及MAO、静电喷涂工艺制备的磷酸锌E-paint+MAO微弧复合涂层的腐蚀疲劳寿命,发现在盐雾加速腐蚀环境中,AZ31B合金上MAO涂层发生点蚀的时间为96h。E-paint+MAO的微弧复合涂层具有较高的腐蚀疲劳强度。分析了 AZ31B基体、MAO涂层和E-paint+MAO复合涂层的腐蚀疲劳寿命和断口形貌发现,MAO涂层表面存在微孔和微裂纹,在应力条件下微孔和微裂纹作为疲劳断裂的裂纹萌生点,可加速裂纹的萌生与扩展,使AZ31B合金的腐蚀疲劳寿命降低了55%。具有E-paint+MAO微弧复合涂层的AZ31B试样腐蚀疲劳极限为64.0±5.4 MPa,比相应AZ31B基体提高了 59%。在低应力载荷下(<80 MPa),E-paint+MAO微弧复合技术处理的AZ31B试样腐蚀疲劳强度得到明显提高。这是由于E-paint涂层可将MAO涂层中的微孔和微裂纹进行封装,形成内嵌入外包裹的复合梯度涂层,从而提高镁合金的腐蚀疲劳强度。(3)对比研究了镁基体中铝含量分别为3%的AZ31B、8%的AZ80及锌含量为6%的ZK60镁合金的耐蚀性,揭示出不同牌号镁合金与MAO涂层在长期服役Cl-环境条件下的静态腐蚀机理。发现ZK60合金由于组织中含有连续网状结构的电化学稳定相(β-MgZn2),而表现出较镁铝系合金更优的耐腐蚀性能。MAO涂层处理的不同镁合金基体(AZ31B、AZ80和ZK60)表现出不同的点蚀时间分别为96、144和336h。基体合金中A1和Zn元素通过MAO的生长过程以复杂非晶态形式化合在MAO涂层中,Al元素主要富集在MAO的外层,Zn主要出现在MAO的内层,从而影响MAO涂层的耐腐蚀性能。(4)采用不同温度(250,300和450℃)下的锻压成型工艺,分析了锻压成型参数对AZ80和ZK60变形镁合金微观组织结构的演变规律,探究了微观组织结构的演变与其耐蚀性能以及MAO涂层耐蚀性能之间的相关性。随着锻压温度的升高,动态重结晶的晶粒尺寸增大,而锻压后合金中的β-相含量(β-Mg17A112和β-MgZn2)随锻压温度的升高而减少。在450℃锻压条件下,β-相在合金组织中溶解消失。变形镁合金的耐蚀性能主要取决于微观组织形态(包括晶粒尺寸、第二相的含量及排布)。AZ80和ZK60挤压镁合金分别在250℃(AZ80EF-250)和300℃(ZK60EF-300)锻压条件下,其微观组织具有较小的晶粒尺寸和较好的第二相β-相分布,表现出较好的耐蚀性能(失重腐蚀速率分别为:1.76和1.49 mg/cm2·d)。较高的锻压温度(450℃)会导致合金微观组织中粗晶的形成和二次相的溶解,从而降低了镁合金的耐腐蚀性能。在较低的锻压温度(250℃)下,ZK60合金中形成孪晶,孪晶加速ZK60镁合金的腐蚀。MAO处理镁合金的耐蚀性与基体合金元素及其微观组织密切相关。基体合金元素决定了 MAO涂层的点蚀时间,当MAO涂层发生点蚀后,基体材料的微观组织主导了 MAO涂层试样的耐腐蚀性能。
韩文舵[4](2020)在《Mg-Si-RE合金中多元增强相的结构特性及性能研究》文中认为镁合金作为低密度、高强度新型结构材料,被广泛用于汽车及航空航天领域,其主要的缺陷是高温力学性能较差,过去研究聚焦于添加高含量的Si元素以及微量的稀土元素Ce、La等,Si与Mg反应原位生成Mg2Si高温相分布于镁基体内,而稀土元素则有吸附毒化效果从而降低Mg2Si相尺寸。然而稀土元素对Mg2Si增强相的变质作用有限,故本论文通过降低Si含量,提高稀土含量来获得Mg-Si-RE(RE=Ce、La)合金。通过微观结构表征和性能实验来探究多元中间相的形成机制、形貌特征及相界面的取向关系,基于第一性原理计算中间相的力学性能和热力学性能,从而为开发新型镁合金材料提供必要的理论基础。首先,分别用重力铸造和快速凝固工艺制备了 Mg-1Si-RE(RE=Ce,La)合金。分析发现,重力铸造工艺制备的Mg-1Si-3RE(RE=Ce,La)合金中,Mg-1Si-3Ce和Mg-1Si-3La合金分别形成了白色稀土相CeMg2Si2和LaMg2Si2;而Mg-1Si-1.5Ce-1.5La合金中形成了四边形片状相CeLaMg4Si4和长棒状的稀土相(CeLa)MgSi。另外,快速凝固工艺制备的Mg-1Si-3RE(RE=Ce,La)合金中,分别添加Ce和La形成了尺寸为5fim左右的四边形片状CeMg2Si2和八面体颗粒状LaMg2Si2,而混合添加Ce和La得到的Mg-1Si-1.5Ce-1.5La只形成了四边形片状掺杂稀土相CeLaMg4Si4,通过TEM发现形成的掺杂稀土相嵌在Mg2Si内部,其(002)面与Mg2Si(020)面形成51.96°。维氏硬度测试结果表明,CeMg2Si2的维氏硬度和杨氏模量最大,Mg2Si和CeLaMg4Si4次之,而LaMg2Si2的维氏硬度和杨氏模量最小,因此CeMg2Si2可作为性能优异的Mg基增强相,同时,合金相的硬度越大其对应的杨氏模量也越大。室温抗压性能测试结果表明,Mg-1Si-3Ce合金的抗压强度最大为260MPa,其次为Mg-1Si合金、Mg-1Si-1.5Ce-1.5La,而Mg-1Si-3La的抗压强度最小。其次,计算了 Mg-1Si-RE(RE=Ce,La)合金中析出相及掺杂相的结构稳定性、机械性能、弹性各向异性和德拜温度。根据Mg-1Si-RE(RE=Ce,La)合金析出相结合能和形成焓计算结果,CeSi2、LaSi2、Mg2Si、LaMg2Si2、CeLaMg4Si4和CeMg2Si2六种相的结合能都为负值,表明这六种相都为稳定的分子结构,而除了形成CeMg2Si2和CeLaMg4Si4为吸热反应,形成其余的相都为放热反应,这六种相的结构稳定性和形成难易度按从弱到强和从难到易排序为:CeSi2>LaSi2>Mg2Si>LaMg2Si2>CeLaMg4Si4>CeMg2Si2。根据态密度曲线图,Mg2Si、CeMg2Si2、LaMg2Si2、CeSi2、LaSi2以及CeLaMg4Si4相原子间均发生了杂化,均形成了大量的共价键;布居分析结果显示,这六种相均形成了离子键和共价键,且其共价键强弱顺序为:CeSi2>LaSi2>CeLaMg4Si4>LaMg2Si2>CeMg2Si2>Mg2Si;金属性强弱为:CeSi2>LaSi2>CeLaMg4Si4>Mg2Si>LaMg2Si2>CeMg2Si2。单晶弹性常数显示,整体上C33的值大于C11的值,表明CeMg2Si2、LaMg2Si2、CeSi2、LaSi2和CeLaMg4Si4在z轴上的抗压力变形能力大于其在x轴上的抗变形能力。弹性性能计算结果表明:抗体积变化能力和抗剪切应力能力按从强到弱依次为:LaSi2>CeSi2>LaMg2Si2>CeLaMg4Si4>CeMg2Si2>Mg2Si 和 CeLaMg4Si4>LaMg2Si2>LaSi2>CeMg2Si2>Mg2Si>CeSi2,刚度按从大到小的顺序为:LaSi2>LaMg2Si2>CeLaMg4Si4>CeMg2Si2>CeSi2>Mg2Si,塑性从大到小为:CeSi2>LaSi2>LaMg2Si2>CeLaMg4Si4>CeMg2Si2>Mg2Si,且这六种相都为脆性相,硬度为:CeMg2Si2>Mg2Si=CeLaMg4Si4>LaMg2Si2>LaSi2>CeSi2。弹性各向异性结果显示:通用各向异性指数由大到小排序为:CeSi2>CeLaMg4Si4>LaMg2Si2>CeMg2Si2>LaSi2>Mg2Si,CeLaMg4Si4在(010)和(001)面的杨氏模量各向异性最大,其(100)、(010)和(001)面的体积模量各向异性最大,且(100)和(010)面的剪切模量各向异性最大。德拜温度计算结果显示:Mg2Si>CeMg2Si2>LaMg2Si2>CeLaMg4Si4>LaSi2>CeSi2,表明Mg2Si原子间的键合较强,对应之的热导率和导热系数较强。综合分析表明,稀土元素Ce的添加可以形成固溶强化效果。形成的CeMg2Si2、LaMg2Si2、CeLaMg4Si4可与Mg2Si相形成半共格界面关系,从而强化镁合金的屈服强度;同时形成的CeMg2Si2、LaMg2Si2、CeLaMg4Si4分布于镁基体中,导致弥散强化效果。计算和实验结果都表明CeMg2Si2相有较好的强化效果,故其可作为优异的强化相。
张少游[5](2020)在《高Al含量Mg-Al-Sn-Zn系镁合金控制轧制工艺与超塑性变形行为》文中认为近年来,随着能源与环境问题的日益突出,节能和环保成为人类文明健康发展的必要选择,绿色、科学、可持续的发展理念深入人心。因此,作为最轻的工程结构金属材料,同时兼具良好的比刚度、比强度和可回收性,镁合金的重要性逐渐得到认可,镁合金材料的开发与应用已成为国际研究热点。由于镁合金的室温塑性较差,高温超塑性变形被认为是加工复杂形状镁合金汽车部件的有效方法。然而,在现有的商业镁合金牌号中,兼具优异室温与高温力学性能且低成本的成分相对较少,亟待开发新型镁合金体系。同时,高合金含量双辊铸轧(TRC)镁合金板材面临着“偏析组织难调控、加工变形易开裂”的难题,目前尚缺少有效的解决方案,严重阻碍了高效的TRC技术在镁合金中的应用。本文以目前应用最为广泛的Mg-Al-Zn体系为基础,设计出高Al(8 wt%)且低Sn含量的Mg-Al-Sn-Zn体系,该体系同时具备高体积分数的低熔点Mg17Al12相和热稳定性好的细小Mg2Sn颗粒,在室温与高温下都表现出优异性能。分别以铸轧合金(TRC-ATZ821)、传统铸锭(IC-ATZ821)以及挤压合金(AT82和ATZ811)为实验材料,对各合金进行了显微组织观察与力学性能测试,研究了轧制工艺与超塑性变形行为,重点关注了显微组织的演变过程,希望工作结果可以为高性能镁合金薄板的开发与应用提供借鉴。本论文得出主要结论如下:(1)基于对TRC-ATZ821与IC-ATZ821合金初始组织的研究,发现了相比于传统铸锭,铸轧板坯在组织细化上有着明显的优势,但其内部存在尺寸可达毫米级别的长链状偏析相;导致了初始状态TRC-ATZ821合金的抗拉强度高于IC-ATZ821合金(TRC:270 MPa、IC:200 MPa),但室温延伸率明显低于IC-ATZ821合金(TRC:1%、IC:7%)。(2)提出了调控铸轧偏析组织均匀化的控制轧制思路,并发现了在总变形量一定,均为80%的情况下,随着轧制道次数的增加(单道次压下量的减小),组织均匀化效果显着提高;经过12道次精轧后制备出的板材具有细晶组织(4μm)以及弥散分布的细小球形析出相(0.4μm),其屈服强度、抗拉强度和延伸率分别可以达到245MPa、347 MPa和17%。(3)探索了控制轧制过程中的组织演变规律,归纳出第二相的演变可划分为三个阶段:i)净溶解阶段:对应于控制轧制过程中的大压下量阶段;析出相的数量随着轧制的进行逐渐减少,呈现出溶解的趋势,并伴随着相尺寸的增加和形状的球化;ii)平衡阶段:对应于控制轧制过程中的小压下量阶段;析出相的数量、尺寸与形状都没有明显变化,达到动态平衡;iii)净析出阶段:对应于控制轧制过程中的降温轧制阶段;析出相数量显着增加且均匀弥散分布。(4)对比研究了AT82与ATZ811合金的高温超塑性变形行为,发现ATZ811合金展现出优异的超塑性,在300oC高温、应变速率为1×10-3 s-1的条件下,断裂应变达到510%;在同样条件下AT82合金的断裂应变仅为380%;在拉伸变形的过程中,细小且坚硬的Mg2Sn颗粒与基体间容易出现变形不协调而引起孔洞的产生;而相比于AT82合金,ATZ811合金中的Mg2Sn颗粒数量明显减少且分布更均匀,不利于孔洞的生成,从而导致了优异的超塑性。(5)观察了高温拉伸过程中的显微组织演变,并探讨了高温超塑性变形机制,发现在变形过程中,AT82与ATZ811合金都没有发生明显的晶粒长大,这归功于晶界上大量析出相的抑制作用;两合金的织构在高温拉伸过程中逐渐减弱,且并非单纯的再结晶所导致,说明了晶界滑移(GBS)为300oC高温拉伸时的主导变形机制,这与应变速率敏感指数(m)以及变形激活能(Q)的计算结果与推论相吻合。
王胜[6](2020)在《汽车电池盒下壳体拉深工艺优化及其模具设计》文中指出汽车已经成为人们日常生活中不可缺少的工具,在能源短缺和环保要求越来越高的社会现状下,各大汽车制造企业都在积极研发新能源汽车,而纯电动汽车是最主要的一种新能源汽车,新能源汽车电池及其保护盒就成为了新能源汽车的关键部件。本文以某品牌电动汽车电池盒下壳体作为研究的对象,研究其拉深工艺及模具。该零件的功能和成型特点与传统汽车冲压件有较大区别:零件的头部有一个通信前端,其侧壁的结构比较复杂,容易产生起皱、开裂等失效;零件的拉深深度较大,约为115mm,侧壁与底部的角度都为90°,需要压料面的其他材料补充拉深变形,且板料的侧壁区域在板料拉深后,很容易产生开裂或者失效,因此比一般盒型拉深件更加难以成型。针对本课题,本文主要开展了如下研究工作:1.结合汽车冲压件的成型结构特点、成型缺陷及冷冲压成型技术,分析了冲压成型数值模拟技术发展状况;分析和对比了传统与现代两种模具开发模式,以此来指出现代模具开发模式的优越性。2.对盒型件进行了力学分析,通过对比类似结构的盒型零件,得出盒型件具有受力分布不均、变形分布不均、变形速度不匀的力学特点,为电动汽车电池盒下壳体模具开发奠定理论基础;对板料冲压形成的数值模拟基本理论进行了系统分析,为电动汽车电池盒下壳体数值模拟算法分析及数值模拟提供技术支持;介绍了AutoForm软件及其对数值模拟结果的分析方法,为电动汽车电池盒下壳体的数值模拟进行前期准备。3.对电池盒下壳体进行了工艺分析,确定其成型方案为:拉深,整形,修边,正冲孔,侧冲孔,其中拉深工序是本文研究重点。对零件进行预处理后,把零件数模导入Autoform中进行工艺参数设置,确定初次模拟的主要工艺参数为:材料为DC06,板料尺寸为矩形板料,长1800mm,宽1250mm,压边力为1000KN,摩擦系数为0.15。初次模拟后得到模拟结果:零件通信前端和侧壁开裂,很多地方有减薄过度、拉深不足、压应力、材料增厚等一系列的问题,因此需要进一步优化。4.用控制变量法,对板料形状、拉深筋阻力大小,压边力和摩擦系数这四种因素做了电池盒下壳体拉深工艺模拟,分析了不同因素对电池盒下壳体成型质量的影响。基于初次模拟的结果和不同因素对零件成型质量影响的因素分析,又进行了第二、三、四次模拟,即三次优化。第二次模拟前,先用正交实验法在多种因素变量下,得到最优的因素水平组合方案参数:摩擦系数0.12,拉深筋系数1.5,压边力1500KN,然后用此参数进模拟,结论为:正交试验所得到的最优参数对成型质量虽有所改善,但成型质量仍不理想,零件仍存在过度减薄、拉深不足等问题,主要问题集中在通信前端区域。在第二次拉深成型模拟结果的基础上,进行了第三次模拟,将板料向X轴方向平移20mm,这样减少通信前端处的材料从而减少此处的阻力,然后进行了第三模拟,得到结论为:移动板料减少通信前端板料区域,起到了相当大的作用,但是依然有增厚率过大与拉深不足等问题,还需要进一步优化。在第三次拉深成型模拟的基础上,进行第四次模拟,把压边力降低到1000KN,得到模拟结果:零件成型质量得到明显改善,通过对零件板料移动和降低压边力,减少了通信前端板料余量、降低了压边力,进而减少了阻力,有效缓解了拉深开裂,并有效改善材料流动的条件,最终获得合格的制件。最终的最优工艺参数为:摩擦系数为0.12,拉深筋系数为1.5,压边力为1000KN。5.根据数值模拟提供的数据,设计了电池盒下壳体拉深模具,并完成了整形模具,修边模具,冲孔模具,侧冲孔模具的结构设计与优化;与模具厂合作,将模具制造了出来,利用模拟出来的最优工艺方案进行了模具工程实验验证,生产出的零件满足技术要求。
马雁翔[7](2020)在《组织演变行为对Mg-Zn-Mn(Ag)镁合金导热性能和腐蚀性能的影响》文中研究表明现代社会已经进入了高信息化、高数据化和高智能化的时代,每时每刻都有惊人的数据量发生交换,完成这些数据交换的电子元器件在工作中产生大量的热量,这些热量对其高效稳定地运行产生很不利的影响,因此良好的散热环境显得尤为重要。开发一种具有轻质化高热传导能力的镁合金对于导热元器件来说具有较为实际的意义。本文研发了机械式负压吸铸装置,采用负压吸铸法制备了可直接用于定向凝固的铸态试棒。实验以Mg-x Zn-Mn合金和Mg-Zn-x Ag合金为研究对象,研究了铸态、定向凝固、深冷工艺、时效工艺和深冷+时效双级处理等不同工艺方法下的不同组织形貌和析出行为对镁合金导热性能的影响规律,确定了获得最佳热导率的工艺参数;模拟出了柱状晶形貌与热导率之间的数学关系式;研究了不同工艺方式对镁合金抗腐蚀能力大小的影响规律,最终得到高热导率并具备良好抗腐蚀性能的镁合金。具体如下:研究了溶质含量对铸态镁合金热导率的影响规律。随着Ag或Zn含量增加,溶质再分配偏析现象增强。Mg-Zn-x Ag合金中Mg25.04Ag7.96比例增加,晶粒细化,晶粒度由0.5级细化到2级。Mg-x Zn-Mn合金中Mg2Zn11和Mg Zn2增加,晶界上形成大量共晶组织,晶粒度由1级细化到3级。过量的Zn含量,使凝固时固-液界面成分过冷严重以至于在α-Mg枝晶间析出α-Mn颗粒。溶质含量对析出行为和形核率有明显的影响,改变了晶粒度以及第二相形貌和数量。基于以上因素以及Mg与各溶质原子半径差的因素,铸态Mg-Zn-x Ag比铸态Mg-x Zn-Mn合金的热导率高。以及由于α-Mg基体中溶质固溶比析出第二相对合金的热导率影响大,导致合金随着溶质含量的增加,热导率呈幂函数趋势下降。定向凝固工艺改变了Mg-Zn-x Ag合金和Mg-x Zn-Mn合金的组织形态,定向凝固拉升速度越低,则柱状晶轴向平均长度?与横截面晶粒度G′的比值B越大,柱状晶的生长方向和定向凝固拉升速度方向之间的夹角越小,柱状晶形态就越好,从而提高了合金热导率。定向凝固拉升速度V=15μm/s的Mg-Zn-1Ag合金的热导率比铸态的高约为28%。因此通过控制和调整拉升速度则可获得较为理想的晶体形貌,从而获得较高热导率。通过对定向凝固Mg-x Zn-Mn合金的实验数据分析和拟合处理,得到了合金热导率与晶体形貌之间的数学关系式:λ=9.0043ln(B)+78.484。利用定向凝固Mg-Zn-x Ag合金的热导率与晶体形貌对该数学关系式进行了验证,验证结果为热导率的计算值和实验测量值平均偏差小于3%。通过深冷工艺研究了组织形貌、析出行为以及内部缺陷对镁合金热导率的影响规律。Mg-x Zn-Mn合金在深冷环境下极大的降低了析出相的驱动能,球状和杆状的Mg2Zn11和Mg Zn2第二相析出速度缓慢,晶界处形成了少量共晶组织,α-Mg基体纯化有限。但是基体内冷缩变形能集聚显着,密排六方结构α-Mg晶体中的(1010)、(0002)和(1012)晶面发生了向(1011)晶面偏转以及晶粒破碎,导致晶粒细化并形成少量亚晶组织,组织内部的缺陷团聚冷缩。经过48h深冷处理,Mg-1Zn-Mn和Mg-3Zn-Mn合金的热导率有一定程度的提升,比铸态的分别提高了6.3%和5.6%。通过时效工艺进一步分析了组织形貌和析出行为对镁合金热导率的影响规律,升高时效温度明显加快了第二相的析出速度以及快速改变了析出相的形貌。随着时效温度的升高,快速的消耗了Mg-3Zn-Mn合金内固溶Zn原子,第二相大量增多,α-Mg基体显着纯化,190℃时Mg2Zn11相中的Zn被激活析出与周边α-Mg结合,完成向Mg Zn2相的转变,晶界上α-Mg+Mg Zn2共晶组织明显增加。优化了提高Mg-3Zn-Mn合金热导率的时效工艺,经过2h*200℃时效处理,热导率比铸态的提高了11.7%。为开发高导热性能并兼顾良好抗腐蚀性能的镁合金,研究了不同工艺对Mg-x Zn-Mn合金抗腐蚀性能的影响。深冷工艺可以有效改善低溶质含量镁合金的抗腐蚀能力;时效工艺对镁合金抗腐蚀性能的影响具有双面性。分析得到理想的工艺方式为:定向凝固+4h深冷+2h*160℃时效处理,得到定向凝固Mg-3Zn-Mn合金导热能力进一步提升了8.3%,抗腐蚀性能提高了32%,最终获得高导热性能同时又具有良好抗腐蚀性能的镁合金。
王欢[8](2020)在《含复合脱氧剂电弧增材再制造药芯焊丝性能优化》文中研究指明电弧增材制造技术修复模具相比于传统的手工堆焊修复技术有着很多优点,但是传统的焊接材料满足不了该技术的使用要求。国产手工堆焊RMD535药芯焊丝虽然性能优良,但是熔渣含量较多不能连续焊接,本文在该焊丝基础上降低其熔渣含量,同时为了增强焊丝保护效果,对焊丝复合脱氧剂的成分配比进行优化,以研制一种能够真正适用于模具电弧增材再制造的焊丝。首先,使用焊接飞溅率测量、焊缝成形观察、硬度韧性测量等方法研究熔渣含量对焊丝性能的影响,发现:当焊丝中的熔渣含量为15%时,焊丝可以实现连续焊接,并且在焊接过程中有着较小的飞溅,以及良好的熔渣覆盖和焊缝成形,同时力学性能优良。其次,调节焊丝中的铝镁合金含量,研究结果显示:当焊丝中铝镁合金含量为1.2%时,焊接过程中熔滴过渡较细,飞溅也较小同时焊缝有着良好的宏观成形;并且熔敷金属中针状铁素体含量较多,整体微观组织均匀细致,还有着较高的硬度和良好的韧性。再者,通过金相组织观察、扫描电镜分析等方法分析钛含量对焊丝力学性能的影响,结果显示当焊丝中钛铁含量为1.8%时,熔敷金属中的夹杂物相对比较细小,微观组织中针状铁素体含量较多而先共析铁素体含量较少,整体力学性能优良。进一步调节焊丝中的硅铁含量,发现:随着焊丝中硅铁含量的增加,熔敷金属中的大尺寸夹杂物呈现先降低后增加的趋势,同时熔敷金属的硬度逐渐增加而韧性逐渐降低。当焊丝中硅铁含量为1.6%时,熔敷金属在有着较高硬度的同时还有着良好的韧性。最后,将最终的试验焊丝与基础焊丝的性能进行比较,发现试验焊丝有着优良的综合性能。将不同直径的焊丝性能进行比较,发现直径为1.6mm的焊丝不仅有良好的焊缝宏观成形以及优良的综合力学性能,还能保证较高的生产效率。本文研制的熔渣含量为15%,铝镁合金含量为1.2%,钛铁含量为1.8%,硅铁含量为1.6%,直径为1.6mm的药芯焊丝有着良好的工艺性能和力学性能,可以实现连续焊接,并有着较高的生产效率,可以满足模具电弧增材再制造的使用要求。
岳松波[9](2019)在《热处理工艺对喷射沉积含Nd镁合金焊丝预挤压坯组织和性能的影响》文中提出镁合金焊丝的发展对于焊接领域具有重要意义,而提高镁合金焊丝的成丝率和塑性延伸率等性能成为目前研究的重点。除了晶粒细化,高合金化,第二相强化,固溶强化等传统的镁合金焊丝材料的改方法以外,镁合金内形成的长周期堆垛有序(即Long period stacking ordered,LPSO)结构相,简称LPSO结构相,既能够提高镁合金焊丝的强度,又可以提高塑性。本文以喷射沉积快速凝固技术制备的高合金化镁合金为基础,通过添加不同质量分数(0,1,2%)的Nd,制备了Mg-9Al-3Zn-6Ca-1Mn,Mg-9Al-3Zn-6Ca-1Mn-1Nd,Mg-9Al-3Zn-6Ca-1Mn-2Nd的镁合金坯料。将镁合金坯料在340℃下进行25:1的热挤压变形制备成镁合金焊丝预挤压坯,通过TEM、XRD等仪器研究不同Nd含量镁合金焊丝预挤压坯的组织变化。然后,对不同Nd含量的镁合金焊丝预挤压坯进行200,250,300,350,400℃下的固溶处理,并通过SEM、XRD等设备对其进行第二相粒子尺寸、分布和种类的观察,研究了Nd含量以及固溶温度对第二相粒子以及强度的影响。最后,采用电阻法进行了不同Nd含量镁合金焊丝预挤压坯空位形成能的计算,且运用峰型宽化法进行了2%Nd镁合金焊丝预挤压坯的层错形成几率的计算并研究Nd含量对空位形成能的影响以及固溶温度对层错几率的影响。实验结果表明:向喷射沉积制备的镁合金内加入Nd元素能够在合金的第二相上形成纳米级Mg-Nd-Zn型24R-LPSO结构相,且热挤压变形后的含Nd镁合金焊丝预挤压坯的第二相粒子能够发生孪生变形,这有利于改善镁合金焊丝的强度和延伸率;镁合金焊丝预挤压坯的硬度不仅随固溶温度升高而呈“先升高后降低”的趋势,还随Nd含量的增加而不断升高;随Nd含量升高镁合金焊丝预挤压坯的空位形成能逐渐降低,2Nd空位形成能最低,对层错和LPSO的形成有一定的促进作用。通过上述实验研究,发现喷射沉积技术下含Nd镁合金焊丝预挤压坯的晶粒得到了显着细化并且在第二相上的LPSO以及孪晶的共同作用下对其强度和延伸率起到促进作用,还有固溶处理后含Nd镁合金焊丝预挤压坯的组织和性能的变化规律等,为下一步镁合金焊丝的制备提供了重要的理论基础和指导意义。
徐竞雯[10](2019)在《新型电驱动车轮簧下质量轻量化设计分析》文中研究说明电驱动车轮系统作为一种新兴的电动汽车驱动方式,对电动汽车整车结构的布置与驱动控制系统的优化效果作用显着。同时,电驱动车轮将电机等部件的质量引入簧下质量部分,造成汽车的簧下质量大幅增加,使得整车的行驶安全性能恶化,影响了电动轮驱动技术在电动汽车领域的应用和推广。本文基于目前的电驱动车轮形式,设计了一种全新的簧下质量轻量化电驱动车轮结构,主要研究成果如下:(1)探究了工程常用的轻量化设计方法,选择功能轻量化、材料轻量化与结构轻量化三种方法对电驱动车轮进行簧下质量轻量化设计。根据功能轻量化方法,将悬挂系统与电驱动车轮进行集成化设计,得到一种簧下质量转移结构的悬挂系统集成式电驱动车轮,结构中电机、电机支架、变速传动装置与悬臂的质量完全转换为簧上质量。该设计使电驱动车轮簧下质量由86.7kg减轻至47.5kg,簧下质量减轻比例达45.2%。(2)选择急速冷却工艺技术制造的7005型超高强度铝合金作为轻质替换材料对电驱动车轮进行材料轻量化设计,簧下质量进一步减轻至40.3kg,簧下质量减重比例达53.5%。并通过ANSYS Workbench软件的Design Exploration模块对零部件的部分尺寸进行了优化设计,在簧下质量转移与材料轻量化的基础上使电驱动车轮簧下质量再次降低了0.65kg,尺寸优化后本设计电驱动车轮的簧下质量减轻至39.6kg,减重比例达到54.3%。(3)通过动力学仿真分析方法,验证本设计簧下质量的轻量化设计对整车动力学性能的影响。车轮动位移仿真结果表明当车速达到40km/h以上时,本设计簧下质量轻量化结构电驱动车轮在行驶过程中的车轮动载荷明显减小,车轮的接地性能与行驶平稳性大幅提高,整车的操作稳定性与行驶安全性得到改善。
二、镁合金及其成型技术在工业中的应用(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、镁合金及其成型技术在工业中的应用(论文提纲范文)
(1)高合金含量变形Mg-Al-Zn-Sn系镁合金组织调控与力学性能(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 选题意义 |
1.2 高合金含量Mg-Al-Zn系镁合金的研究现状 |
1.2.1 传统高合金含量Mg-Al-Zn系镁合金的研究现状 |
1.2.2 新型高合金含量Mg-Al-Zn系镁合金的研究现状 |
1.3 Sn添加对Mg-Al-Zn系镁合金的影响 |
1.3.1 Sn对铸造Mg-Al-Zn系镁合金的影响 |
1.3.2 Sn对变形Mg-Al-Zn系镁合金的影响 |
1.4 Mg-Al-Zn系镁合金的时效行为研究 |
1.4.1 Mg-Al-Zn系镁合金的时效行为 |
1.4.2 Mg-Al-Zn系镁合金时效析出方式调节 |
1.5 含Bi镁合金的研究现状 |
1.5.1 Bi元素在镁合金中的作用 |
1.5.2 新型含Bi变形镁合金的研究与开发 |
1.6 亚快速凝固在镁合金中的研究现状 |
1.6.1 亚快速凝固技术简介 |
1.6.2 亚快速凝固镁合金的组织与性能研究 |
1.6.3 双辊薄带连铸镁合金的研究现状 |
1.7 本论文主要研究内容 |
第2章 实验材料和方法 |
2.1 实验材料 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 镁合金的熔炼工艺 |
2.2.2 挤压镁合金的制备 |
2.2.3 热轧镁合金的制备 |
2.2.4 Y形模具铸造镁合金的制备 |
2.2.5 亚快速凝固及常规凝固镁合金的制备 |
2.2.6 人工时效实验 |
2.3 样品检测与表征 |
2.3.1 样品化学成分检测 |
2.3.2 微观组织检测 |
2.3.3 材料性能测试 |
2.4 技术路线 |
第3章 少量Sn对变形AZ52 合金组织和性能的影响 |
3.1 引言 |
3.2 少量Sn对挤压AZ52 合金微观组织和拉伸性能的影响 |
3.2.1 少量Sn对挤压AZ52 合金微观组织的影响 |
3.2.2 少量Sn对挤压AZ52 合金拉伸性能的影响 |
3.3 少量Sn对热轧AZ52 合金微观组织的影响 |
3.3.1 固溶处理后挤压合金的微观组织 |
3.3.2 少量Sn对热轧AZ52 合金微观组织的影响 |
3.4 少量Sn对退火态AZ52 合金微观组织和拉伸性能的影响 |
3.4.1 少量Sn对退火态AZ52 合金微观组织的影响 |
3.4.2 少量Sn对退火态AZ52 合金拉伸性能的影响 |
3.5 高合金含量AZT522 与AZ91 合金的微观组织对比 |
3.5.1 铸态AZT522 与AZ91 合金的组织对比 |
3.5.2 AZT522 与AZ91 合金的轧制成型性和退火组织对比 |
3.5.3 退火态AZT522 与AZ91 合金的拉伸性能 |
3.6 本章小结 |
第4章 高合金含量AZT522 合金的时效行为调控 |
4.1 引言 |
4.2 低温固溶与冷轧预变形对AZT522 合金时效行为的影响 |
4.2.1 低温固溶与冷轧预变形AZT522 合金的微观组织 |
4.2.2 低温固溶与冷轧预变形合金的时效行为与时效组织 |
4.2.3 低温固溶与冷轧预变形对时效合金拉伸性能的影响 |
4.3 高温短时退火和冷轧预变形对AZT522 合金时效行为的影响 |
4.3.1 高温短时退火与冷轧预变形后合金的微观组织 |
4.3.2 高温短时退火与冷轧预变后合金的时效行为与组织演化 |
4.3.3 高温短时退火与冷轧预变形对时效合金拉伸性能的影响 |
4.4 高温单道次大压下量轧制AZT522 合金的时效行为 |
4.4.1 大压下量轧制AZT522 合金的微观组织 |
4.4.2 大压下量轧制AZT522 合金的时效行为 |
4.4.3 时效前后大压下量轧制AZT522 合金的拉伸性能 |
4.5 本章小结 |
第5章 亚快速凝固对AZTB5220 合金组织与性能的影响 |
5.1 引言 |
5.2 亚快速凝固条件下AZTB5220 合金的微观组织与性能 |
5.2.1 亚快速凝固对铸态AZTB5220 合金微观组织的影响 |
5.2.2 亚快速凝固对铸态AZTB5220 合金力学性能的影响 |
5.3 控制轧制时亚快速凝固AZTB5220 合金的微观组织演化 |
5.4 退火态AZTB5220 合金的微观组织与性能 |
5.4.1 不同压下量时退火态AZTB5220 合金的微观组织 |
5.4.2 不同压下量时退火态AZTB5220 合金的室温性能 |
5.4.3 退火态AZTB5220 合金的高温性能 |
5.5 本章小结 |
第6章 结论 |
参考文献 |
作者简介及科研成果 |
致谢 |
(2)轻量化技术在汽车上的应用(论文提纲范文)
1 前言 |
2 白车身材料轻量化研究与应用 |
2.1 高强钢 |
2.1.1 高强钢的分类 |
2.1.2 冷冲压高强钢的研发 |
2.1.3 热冲压高强钢的研发 |
2.1.4 高强钢板材在车身中的应用 |
2.2 铝合金 |
2.2.1 铝合金板材在车身上的应用 |
2.2.2 铝合金型材在车身上的应用 |
2.2.3 铸造铝合金在汽车上的应用 |
2.3 镁合金 |
2.3.1 镁合金在车身中的应用 |
2.3.2 镁合金成型工艺 |
2.4 碳纤维增强复合材料 |
2.4.1 碳纤维增强复合材料在车身中的应用 |
2.4.2 碳纤维增强复合材料应用中技术瓶颈 |
2.5 连接技术 |
2.5.1 连接技术在车身中的应用 |
2.5.2 连接技术难点解析 |
3 结束语 |
(3)高强镁合金结构件防护涂层的静/动态耐蚀机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 镁合金的性质及轻量化应用 |
1.2.1 镁及镁合金的特性 |
1.2.2 镁合金在汽车轻量化中的应用 |
1.2.3 镁及镁合金的腐蚀行为 |
1.3 合金化对结构镁合金性能的影响 |
1.3.1 合金元素(Al、Zn)对镁合金性能的影响 |
1.3.2 成型工艺对镁合金性能的影响 |
1.4 镁合金的表面防护 |
1.4.1 镁合金表面防护涂层的研究现状 |
1.4.2 微弧氧化及微弧复合涂层 |
1.4.3 镁合金表面防护涂层的性能 |
1.5 本文的研究目的及研究内容 |
1.5.1 研究目的 |
1.5.2 研究内容 |
1.5.3 研究思路 |
2 研究材料及实验方法 |
2.1 实验材料及试样制备 |
2.2 微弧氧化及微弧复合涂层制备 |
2.3 测试方法及性能表征 |
2.3.1 微观组织分析 |
2.3.2 电化学腐蚀试验 |
2.3.3 盐雾加速腐蚀试验 |
2.3.4 腐蚀疲劳试验 |
3 MAO处理工艺对Mg-Al合金电化学腐蚀动力学的影响 |
3.1 引言 |
3.2 实验方法与步骤 |
3.2.1 试验材料及微观表征 |
3.2.2 电化学测试 |
3.3 实验结果与讨论 |
3.3.1 MAO涂层的微观结构及相组成分析 |
3.3.2 电化学腐蚀行为 |
3.3.3 半导体腐蚀特性(M-S分析) |
3.3.4 电荷传递机制 |
3.4 本章小结 |
4 MAO涂层对Mg-Al合金动/静态腐蚀动力学的影响 |
4.1 引言 |
4.2 实验方法与步骤 |
4.2.1 试验材料及微观表征 |
4.2.2 试验内容 |
4.3 实验结果与讨论 |
4.3.1 表面形貌及微观结构分析 |
4.3.2 电化学腐蚀行为 |
4.3.3 盐雾加速腐蚀行为 |
4.3.4 腐蚀疲劳行为 |
4.4 本章小结 |
5 铝锌合金元素对镁合金及MAO涂层耐蚀性能的影响 |
5.1 引言 |
5.2 实验方法与步骤 |
5.2.1 试验材料及微观表征 |
5.2.2 试验内容 |
5.3 实验结果与讨论 |
5.3.1 表面形貌及微观结构分析 |
5.3.2 电化学腐蚀行为 |
5.3.3 盐雾加速腐蚀行为 |
5.3.4 划痕腐蚀行为 |
5.3.5 耐腐蚀机理 |
5.4 本章小结 |
6 成型工艺对镁合金及MAO涂层耐蚀性能的影响 |
6.1 引言 |
6.2 试验方法与步骤 |
6.2.1 试验材料及微观表征 |
6.2.2 MAO涂层制备 |
6.2.3 腐蚀表征 |
6.3 实验结果与讨论 |
6.3.1 AZ80 变形合金的微观结构分析 |
6.3.2 ZK60 变形合金的微观结构分析 |
6.3.3 AZ80和ZK60 变形合金表面MAO涂层的形貌分析 |
6.3.4 AZ80 基体合金的腐蚀行为 |
6.3.5 ZK60 基体合金的腐蚀行为 |
6.3.6 AZ80和ZK60 合金表面MAO涂层的腐蚀行为 |
6.3.7 耐腐蚀性能的综合分析 |
6.4 本章小结 |
7 结论 |
论文的主要创新与贡献 |
致谢 |
参考文献 |
攻读博士学位期间的研究成果 |
(4)Mg-Si-RE合金中多元增强相的结构特性及性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 镁合金的发展与应用 |
1.1.1 镁合金的发展状况 |
1.1.2 镁合金在轨道交通中的应用 |
1.1.3 镁合金在航空航天上的应用 |
1.1.4 镁合金在汽车工业上的应用 |
1.2 耐热镁合金的研究现状 |
1.2.1 Mg-Zn系耐热镁合金 |
1.2.2 Mg-Al系耐热镁合金 |
1.3 稀土镁合金的强化途径 |
1.3.1 析出强化 |
1.3.2 固溶强化 |
1.3.3 弥散强化 |
1.4 第一性原理计算方法及其在材料中的应用 |
1.4.1 第一性原理计算方法概述 |
1.4.2 镁合金中合金相性质的第一性原理计算 |
1.5 研究内容和意义 |
第二章 实验与计算方法 |
2.1 技术方案 |
2.2 合金成分设计 |
2.2.1 合金元素Si和Ce对镁合金组织及性能的影响 |
2.2.2 Mg-Si-RE(RE=Ce, La)合金 |
2.3 合金的制备 |
2.3.1 实验材料和设备 |
2.3.2 熔炼工艺及参数 |
2.4 合金组织分析及力学测试 |
2.4.1 金相分析 |
2.4.2 扫描电镜和能谱分析 |
2.4.3 X射线衍射分析 |
2.4.4 透射电镜分析 |
2.4.5 材料力学性能分析 |
第三章 Mg-Si-RE(RE=Ce, La)合金微观组织及中间相力学性能测试分析 |
3.1 Mg-Si-RE(RE=Ce, La)的显微组织 |
3.1.1 扫描电镜分析 |
3.1.2 XRD衍射分析 |
3.1.3 透射电镜分析 |
3.2 硬度和杨氏模量测试 |
3.3 压缩性能测试 |
3.4 本章小结 |
第四章 Mg-Si-RE(RE=Ce, La)合金中间相的第一性原理计算 |
4.1 计算方法和参数 |
4.2 晶体结构的建模与优化 |
4.3 Mg-Si-RE(RE=Ce, La)合金中间相的结构与性质 |
4.3.1 晶体结构稳定性计算 |
4.3.2 电子结构 |
4.3.3 单晶弹性常数 |
4.3.4 机械性能 |
4.3.5 弹性模量各向异性 |
4.3.6 德拜温度 |
4.4 综合分析讨论 |
4.5 本章小结 |
第五章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
5.3 创新点 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间的研究成果 |
(5)高Al含量Mg-Al-Sn-Zn系镁合金控制轧制工艺与超塑性变形行为(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 选题意义 |
1.2 镁合金板材轧制工艺 |
1.2.1 镁合金板材轧制工艺发展现状 |
1.2.2 镁合金双辊铸轧技术研究现状 |
1.3 镁合金组织控制研究现状 |
1.3.1 晶粒尺寸的控制 |
1.3.2 第二相形貌的控制 |
1.4 镁合金高温超塑性行为研究现状 |
1.4.1 镁合金高温变形机制 |
1.4.2 镁合金超塑性组织特征 |
1.4.3 超塑性镁合金制备工艺 |
1.5 本文研究内容 |
第2章 实验方案 |
2.1 实验材料 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 实验样品的制备 |
2.2.2 轧制实验 |
2.2.3 拉伸性能测试 |
2.3 样品表征 |
2.3.1 成分及物相分析 |
2.3.2 光学显微组织分析 |
2.3.3 扫描电镜及能谱分析 |
2.3.4 EBSD检测与分析 |
2.4 技术路线 |
第3章 铸轧ATZ821 合金的轧制工艺与组织演变规律 |
3.1 引言 |
3.2 双辊铸轧(TRC)与传统铸锭(IC)的对比 |
3.2.1 显微组织 |
3.2.2 力学性能 |
3.3 TRC-ATZ821 合金板材的轧制工艺研究 |
3.3.1 调控铸轧组织均匀化的控制轧制思路 |
3.3.2 单道次压下量对铸轧合金组织与性能的影响 |
3.4 TRC-ATZ821 合金在控制轧制过程中的组织演变 |
3.4.1 第二相的演变规律 |
3.4.2 第二相的演变过程分析 |
3.4.3 晶粒尺寸的变化趋势 |
3.5 本章小结 |
第4章 轧制AT82与ATZ811 合金高温超塑性行为 |
4.1 引言 |
4.2 显微组织对比 |
4.3 室温力学性能比较 |
4.4 超塑性变形行为与微观组织演化 |
4.4.1 超塑性变形行为与变形机制 |
4.4.2 高温拉伸过程中第二相的演变 |
4.4.3 高温拉伸过程中孔洞的形成 |
4.4.4 高温拉伸过程中晶粒与织构的演变 |
4.5 本章小结 |
第5章 结论 |
参考文献 |
作者简介及科研成果 |
致谢 |
(6)汽车电池盒下壳体拉深工艺优化及其模具设计(论文提纲范文)
致谢 |
中文摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究背景 |
1.2 汽车冲压件及其成型技术发展 |
1.2.1 汽车冲压件简介 |
1.2.2 汽车冷冲压成型技术简介 |
1.2.3 冲压成型技术在汽车工业中的地位 |
1.2.4 汽车冲压件成型缺陷 |
1.2.5 工艺参数对板料冲压成型质量的影响 |
1.3 冲压成型数值模拟技术发展状况分析 |
1.3.1 冲压成型数值模拟技术的应用价值 |
1.3.2 国外数值模拟技术应用现状 |
1.3.3 国内数值模拟技术应用现状 |
1.4 汽车盒型冲压件模具开发概述 |
1.4.1 传统汽车盒型冲压件模具开发模式 |
1.4.2 现代汽车盒型冲压件模具开发模式 |
1.5 课题来源及研究内容 |
1.5.1 课题来源 |
1.5.2 本文研究内容 |
1.6 本章小结 |
第二章 盒型件拉深的力学分析及数值模拟 |
2.1 引言 |
2.2 盒型件拉深的力学分析 |
2.2.1 盒型件拉深的成型特点及受力分析 |
2.2.2 本构关系 |
2.2.3 屈服准则 |
2.3 数值模拟有限元理论及求解算法 |
2.3.1 数值模拟有限元理论 |
2.3.2 单元类型 |
2.3.3 数值模拟的求解算法 |
2.4 数值模拟软件及其应用方法 |
2.4.1 Autoform软件介绍 |
2.4.2 数值模拟技术在盒型冲压件成型中的作用 |
2.4.3 冲压件成型数值模拟的技术难点 |
2.4.4 冲压件成型数值模拟的过程 |
2.4.5 数值模拟结果分析方法 |
2.5 本章小结 |
第三章 电池盒下壳体拉深成型初次模拟 |
3.1 零件工艺分析 |
3.2 成型方案确定 |
3.3 拉深成型的前处理 |
3.3.1 预处理零件 |
3.3.2 确定板料形状 |
3.3.3 工艺参数设置 |
3.4 初始模拟结果分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 电池盒下壳体拉深成型工艺优化 |
4.1 引言 |
4.2 不同工艺参数对成型质量的影响 |
4.2.1 板料形状 |
4.2.2 摩擦系数 |
4.2.3 拉深筋系数 |
4.2.4 压边力 |
4.3 第二次拉深成型模拟 |
4.3.1 正交试验设置 |
4.3.2 正交实验结果分析 |
4.3.3 第二次模拟结果分析 |
4.4 第三次拉深成型模拟 |
4.5 第四次拉深成型模拟 |
4.6 本章小结 |
第五章 电池盒下壳体的模具设计 |
5.1 引言 |
5.2 拉深工序模具设计 |
5.3 其他工序的模具设计 |
5.3.1 整形工序模具设计 |
5.3.2 修边工序模具设计 |
5.3.3 正冲孔模具设计 |
5.3.4 侧冲孔模具设计 |
5.4 电池盒下壳体模具的工程试验验证 |
5.5 本章小结 |
第六章 结论 |
攻读学位期间发表的研究成果 |
参考文献 |
(7)组织演变行为对Mg-Zn-Mn(Ag)镁合金导热性能和腐蚀性能的影响(论文提纲范文)
中文摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.1.1 镁及镁合金概述 |
1.1.2 导热镁合金的应用 |
1.2 镁和镁合金的导热行为 |
1.2.1 镁合金的热传导机制 |
1.2.2 影响镁合金热传导的因素 |
1.2.3 镁合金导热性能的研究现状 |
1.3 Mg-Zn-Mn(Ag)镁合金的研究现状 |
1.3.1 Mg-Zn-Mn镁合金的研究现状 |
1.3.2 Mg-Zn-Ag镁合金的研究现状 |
1.4 定向凝固技术的研究现状 |
1.5 深冷处理技术的研究现状 |
1.6 镁合金腐蚀性能的研究现状 |
1.7 课题研究的意义和主要内容 |
1.7.1 研究意义 |
1.7.2 主要研究内容 |
第二章 实验材料及测试方法 |
2.1 前言 |
2.2 材料及试样制备方案 |
2.2.1 实验材料 |
2.2.2 实验工艺路线及方案 |
2.2.3 负压吸铸装置设计 |
2.2.4 镁合金熔炼铸造 |
2.2.5 镁合金定向凝固 |
2.2.6 镁合金深冷及时效处理 |
2.3 分析测试方法 |
2.3.1 显微组织观察 |
2.3.2 SEM组织观察 |
2.3.3 X射线衍射分析 |
2.3.4 热导率测算 |
2.3.5 电阻率测算 |
2.3.6 晶粒度测算 |
2.3.7 盐雾测试 |
第三章 铸态Mg-Zn-Mn(Ag)合金导热性能 |
3.1 前言 |
3.2 Ag对Mg-Zn-xAg合金铸态组织的影响 |
3.3 Zn对Mg-xZn-Mn合金铸态组织的影响 |
3.4 铸态Mg-Zn-xAg合金与Mg-xZn-Mn合金导热性能分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 定向凝固工艺的柱状晶形貌对Mg-Zn-Mn(Ag)合金导热性能的影响 |
4.1 前言 |
4.2 定向凝固工艺对Mg-Zn-xAg合金与Mg-xZn-Mn合金组织的影响 |
4.2.1 定向凝固工艺对Mg-Zn-xAg合金组织的影响 |
4.2.2 定向凝固工艺对Mg-xZn-Mn合金组织的影响 |
4.2.3 定向凝固柱状晶形貌分析 |
4.3 定向凝固工艺对镁合金热导率的影响 |
4.4 柱状晶形貌对镁合金热导率的影响机理 |
4.4.1 柱状晶形貌对热导率影响机理及数学模型建立 |
4.4.2 柱状晶形貌与热导率数学模型的验证与应用 |
4.5 本章小结 |
第五章 深冷+时效工艺的析出行为和晶粒形貌对镁合金导热性能的影响 |
5.1 前言 |
5.2 深冷工艺对铸态镁合金组织与导热性能的影响 |
5.2.1 深冷工艺对镁合金组织的影响 |
5.2.2 深冷工艺对镁合金导热率的影响 |
5.3 时效工艺对镁合金组织与导热性能的影响 |
5.3.1 时效工艺对镁合金组织的影响 |
5.3.2 时效工艺对镁合金导热率的影响 |
5.4 深冷+时效双级处理对定向凝固镁合金组织与导热性能的影响 |
5.4.1 深冷+时效双级处理对镁合金组织的影响 |
5.4.2 深冷+时效双级处理对定向凝固镁合金导热率的影响 |
5.5 本章小结 |
第六章 组织形态对镁合金腐蚀性能的影响 |
6.1 前言 |
6.2 铸态镁合金腐蚀性能分析 |
6.3 定向凝固镁合金腐蚀性能分析 |
6.4 深冷工艺对镁合金腐蚀性能的影响 |
6.5 时效工艺对镁合金腐蚀性能的影响 |
6.6 深冷+时效双级处理对定向凝固镁合金腐蚀性能的影响 |
6.7 本章小结 |
第七章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间的学术成果目录 |
攻读学位期间其他学术成果目录 |
(8)含复合脱氧剂电弧增材再制造药芯焊丝性能优化(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 课题背景及意义 |
1.2 模具电弧增材制造技术 |
1.2.1 电弧增材制造技术的发展 |
1.2.2 电弧增材制造技术的研究现状 |
1.2.3 模具电弧增材再制造技术特点 |
1.2.4 模具电弧增材再制造技术瓶颈 |
1.3 药芯焊丝 |
1.3.1 焊接材料简介 |
1.3.2 药芯焊丝发展及分类 |
1.3.3 药芯焊丝特点 |
1.3.4 药芯焊丝的研究现状 |
1.3.4.1 药芯焊丝工艺性能 |
1.3.4.2 药芯焊丝力学性能 |
1.3.4.3 药芯焊丝中的脱氧剂 |
1.3.5 药芯焊丝的保护形式 |
1.4 研究目标和内容 |
第二章 实验材料与实验方法 |
2.1 实验焊丝的制备 |
2.1.1 实验焊丝的设计 |
2.1.2 实验焊丝的制备流程 |
2.2 实验设备及方法 |
2.2.1 实验前期准备 |
2.2.2 焊丝性能分析 |
2.2.2.1 药芯焊丝工艺性能评价方法 |
2.2.2.2 药芯焊丝力学性能评价方法 |
第三章 电弧增材制造药芯焊丝熔渣含量研究 |
3.1 焊丝熔渣含量对焊丝工艺性能的影响 |
3.1.1 熔渣含量对焊丝飞溅率的影响 |
3.1.2 熔渣含量对焊道溶渣覆盖的影响 |
3.1.3 熔渣含量对焊缝成形的影响 |
3.2 焊丝熔渣含量对焊丝力学性能的影响 |
3.2.1 熔渣含量对熔敷金属化学成分的影响 |
3.2.2 熔渣含量对熔敷金属硬度的影响 |
3.2.3 熔渣含量对熔敷金属韧性的影响 |
3.3 本章小结 |
第四章 电弧增材制造药芯焊丝脱氧剂研究 |
4.1 铝镁合金含量对焊丝性能的影响 |
4.1.1 铝镁合金含量对焊丝工艺性能的影响 |
4.1.1.1 铝镁合金含量对熔滴过渡的影响 |
4.1.1.2 铝镁合金含量对焊丝飞溅率的影响 |
4.1.1.3 铝镁合金含量对焊缝宏观成形的影响 |
4.1.2 铝镁合金含量对焊丝力学性能的影响 |
4.1.2.1 铝镁合金含量对熔敷金属化学成分的影响 |
4.1.2.2 铝镁合金含量对熔敷金属中夹杂物的影响 |
4.1.2.3 铝镁合金含量对熔敷金属微观组织的影响 |
4.1.2.4 铝镁合金含量对熔敷金属硬度的影响 |
4.1.2.5 铝镁合金含量对熔敷金属韧性的影响 |
4.2 钛含量对焊丝性能的影响 |
4.2.1 钛含量对熔敷金属化学成分的影响 |
4.2.2 钛含量对熔敷金属中夹杂物的影响 |
4.2.3 钛铁含量对熔敷金属微观组织的影响 |
4.2.4 钛铁含量对熔敷金属硬度的影响 |
4.2.5 钛铁含量对熔敷金属韧性的影响 |
4.3 硅含量对焊丝性能的影响 |
4.3.1 硅含量对熔敷金属化学成分的影响 |
4.3.2 硅含量对熔敷金属中夹杂物的影响 |
4.3.3 硅含量对熔敷金属微观组织的影响 |
4.3.4 硅含量对熔敷金属硬度的影响 |
4.3.5 硅含量对熔敷金属韧性的影响 |
4.4 药芯焊丝复合脱氧剂脱氧机理分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 试验焊丝与基础焊丝性能对比及焊丝直径研究 |
5.1 三组焊丝工艺性能对比 |
5.1.1 三组焊丝飞溅率对比 |
5.1.2 三组焊丝焊缝宏观成形对比 |
5.2 三组焊丝对应的熔敷金属力学性能对比 |
5.2.1 三组焊丝对应的熔敷金属微观组织对比 |
5.2.2 三组焊丝对应的熔敷金属硬度对比 |
5.2.3 三组焊丝对应的熔敷金属韧性对比 |
5.3 焊丝直径对焊丝性能的影响 |
5.3.1 焊丝直径对焊缝宏观成形的影响 |
5.3.2 焊丝直径对焊丝力学性能的影响 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
(9)热处理工艺对喷射沉积含Nd镁合金焊丝预挤压坯组织和性能的影响(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 文献综述 |
1.1 镁及镁合金概述 |
1.2 镁合金在结构材料与焊接材料方面的应用 |
1.3 镁合金焊丝的制备工艺 |
1.3.1 拉拔法制备镁合金焊丝 |
1.3.2 热挤压法制备镁合金焊丝 |
1.4 镁合金焊丝的强化方式 |
1.5 镁合金的塑性变形方式 |
1.5.1 镁合金中的滑移变形方式 |
1.5.2 镁合金中的孪生变形 |
1.6 镁合金中的长周期有序堆垛结构相 |
1.6.1 LPSO结构相的形成机理及研究现状 |
1.6.2 LPSO结构相的强化机理 |
1.6.3 镁合金空位与堆垛层错之间的关系 |
1.7 镁合金内的空位 |
1.7.1 过饱和空位的形成方式 |
1.7.2 空位浓度与空位形成能 |
1.8 镁合金的固溶处理工艺 |
1.9 研究意义及研究内容 |
2 实验设计及研究方法 |
2.1 实验材料与技术路线 |
2.1.1 实验材料的制备 |
2.1.2 技术路线 |
2.2 固溶处理及电阻率计算 |
2.2.1 固溶处理 |
2.2.2 热处理前后电阻的测量及电阻率的计算 |
2.3 微观组织分析 |
2.3.1 金相组织观察 |
2.3.2 场发射扫描电镜组织形貌分析 |
2.3.3 透射电镜显微组织分析 |
2.3.4 物相分析 |
2.3.5 硬度测试 |
3.Nd质量分数对喷射沉积镁合金焊丝预挤压坯显微组织影响 |
3.1 不同Nd质量分数镁合金焊丝预挤压坯的金相组织形貌 |
3.2 不同Nd含量镁合金焊丝预挤压坯的透射电镜组织形貌 |
3.2.1 1Nd镁合金焊丝预挤压坯的TEM形貌。 |
3.2.2 2Nd镁合金焊丝预挤压坯的TEM形貌。 |
3.3 分析与讨论 |
3.3.1 镁合金焊丝预挤压坯内LPSO的形成 |
3.3.2 镁合金焊丝预挤压坯内C15粒子上的孪生 |
3.4 本章小结 |
4.热处理对喷射沉积镁合金焊丝预挤压坯组织与性能的影响 |
4.1 热处理后0Nd镁合金焊丝预挤压坯组织形貌 |
4.2 热处理后1Nd镁合金焊丝预挤压坯组织形貌 |
4.3 热处理后2Nd镁合金焊丝预挤压坯组织形貌 |
4.4 不同固溶温度下含Nd镁合金焊丝预挤压坯的硬度测试 |
4.5 分析与讨论 |
4.5.1 固溶温度及Nd含量对镁合金焊丝预挤压坯的组织和性能的影响 |
4.5.2 固溶温度及Nd含量对镁合金焊丝预挤压坯内第二相粒子的影响 |
4.6 本章小结 |
5 喷射沉积含Nd镁合金焊丝预挤压坯的空位形成能及层错几率 |
5.1 镁合金焊丝预挤压坯及热处理后的电阻及电阻率计算 |
5.2 镁合金附加电阻率以及空位形成能的计算 |
5.3 2Nd镁合金焊丝预挤压坯不同固溶温度下层错几率的变化 |
5.4 分析与讨论 |
5.4.1 镁合金焊丝预挤压坯电阻率的变化 |
5.4.2 镁合金焊丝预挤压坯空位形成能及层错几率 |
5.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
在学研究成果 |
致谢 |
(10)新型电驱动车轮簧下质量轻量化设计分析(论文提纲范文)
学位论文数据集 |
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 课题的研究背景及意义 |
1.2 电驱动车轮的研究进展 |
1.2.1 电驱动车轮简介 |
1.2.2 国内外电驱动车轮的研究现状 |
1.3 汽车轻量化相关领域研究进展 |
1.3.1 汽车轻量化设计方法与材料 |
1.3.2 电驱动车轮轻量化的研究现状 |
1.3.3 车辆平顺性仿真分析的相关研究 |
1.4 本课题的研究内容 |
第二章 电驱动车轮簧下质量轻量化总体结构设计 |
2.1 电驱动车轮簧下质量轻量化设计方法探究 |
2.1.1 轻量化设计原则 |
2.1.2 电驱动车轮簧下质量轻量化方法制定 |
2.2 电驱动车轮簧下质量转移结构设计 |
2.2.1 悬挂系统集成式电动轮结构设计 |
2.2.2 驱动电机选择 |
2.3 电驱动车轮簧下质量轻量化效果分析 |
2.4 本章小结 |
第三章 电驱动车轮材料轻量化与结构优化设计 |
3.1 零件材料轻量化设计 |
3.1.1 轻量化用材料的选取 |
3.1.2 轻质材料替换零件的选择 |
3.2 材料轻量化零部件力学分析 |
3.2.1 零件强度评价标准 |
3.2.2 有限元建模 |
3.2.3 施加载荷与边界约束条件 |
3.2.4 计算结果分析 |
3.3 电驱动车轮材料轻量化效果分析 |
3.4 零件尺寸优化设计 |
3.4.1 有限元尺寸优化理论概述 |
3.4.2 有限元尺寸优化计算与结果分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 簧下质量减小对车辆动力学性能的影响 |
4.1 车辆动力学性能的评价标准 |
4.2 路面模型的建立 |
4.2.1 路面不平度的描述 |
4.2.2 路面谱的建立 |
4.3 仿真模型建立及分析 |
4.3.1 四分之一车辆简化动力学模型的建立 |
4.3.2 路面谱的加载 |
4.4 簧下质量变化对车轮动载荷的影响的仿真分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
5.1 研究工作总结 |
5.2 研究工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
研究成果及发表的学术论文 |
作者及导师简介 |
附件 |
四、镁合金及其成型技术在工业中的应用(论文参考文献)
- [1]高合金含量变形Mg-Al-Zn-Sn系镁合金组织调控与力学性能[D]. 马趁义. 吉林大学, 2021(01)
- [2]轻量化技术在汽车上的应用[J]. 潘占福,李悦,付林,高志纯. 汽车工艺与材料, 2021(05)
- [3]高强镁合金结构件防护涂层的静/动态耐蚀机理研究[D]. 薛玉娜. 西安理工大学, 2020(01)
- [4]Mg-Si-RE合金中多元增强相的结构特性及性能研究[D]. 韩文舵. 南昌大学, 2020(01)
- [5]高Al含量Mg-Al-Sn-Zn系镁合金控制轧制工艺与超塑性变形行为[D]. 张少游. 吉林大学, 2020(08)
- [6]汽车电池盒下壳体拉深工艺优化及其模具设计[D]. 王胜. 南京林业大学, 2020(01)
- [7]组织演变行为对Mg-Zn-Mn(Ag)镁合金导热性能和腐蚀性能的影响[D]. 马雁翔. 太原科技大学, 2020(03)
- [8]含复合脱氧剂电弧增材再制造药芯焊丝性能优化[D]. 王欢. 南京航空航天大学, 2020(07)
- [9]热处理工艺对喷射沉积含Nd镁合金焊丝预挤压坯组织和性能的影响[D]. 岳松波. 内蒙古科技大学, 2019(03)
- [10]新型电驱动车轮簧下质量轻量化设计分析[D]. 徐竞雯. 北京化工大学, 2019(06)