物理场细化az91镁合金的研究

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1、上海大学硬士学位论文摘要镁合金以其重量轻、比强度高而日益广泛地应用于汽车、电子、航空航天等领域。但镁合金的综合力学性能特别是强度和韧性较低，限制了镁合金的应用。晶粒细化是提高镁合金综合力学性能的最有效的方法之一。在金属凝固过程中施加物理场(超声波、磁致振荡、脉冲电流)处理，是一种可显著细化金属凝固组织且绿色环保的先进技术，与传统的变质方法相比有一定的优越性，是一种新型而有前景的应用技术。本文采用物理场(超声波、磁致振荡、脉冲电流)对AZ91镁合金的凝固过程进行了处理，研究了物理场处理对AZ91镁合金的细化作用。本文首先使用自制自吸式变幅杆，采用侧部导入功率超声的方法对AZ91合金的凝固过

2、程进行处理，研究了不同功率的功率超声对AZ91镁合金凝固组织和力学性能的影响。实验结果表明超声波的导入缩短了AZ91镁合金的凝固时间，细化了合金的凝固组织，并提高了其力学性能。与传统的MgC03变质处理效果进行对比，结果表明：输出功率为700W时，功率超声使合金的抗拉强度ob提高了34％，延伸率5提高了126％，明显超过了MgC03变质处理的效果。其次，本文采用自制磁致振荡线圈对AZ91镁合金的凝固过程进行磁致振荡处理，研究了不同的磁致振荡电压对AZ91合金凝固组织和力学性能的影响。实验结果表明磁致振荡处理也缩短了合金的凝固时间，细化了合金的凝固组织，提高了合金的力学性能，与同样冷却条件

3、下传统的MgC03变质处理相比，磁致振荡电压达到一定值时对凝固组织的细化效果优于MgC03变质处理的效果。再次，本文采用脉冲电流对AZ91镁合金的凝固过程也进行了处理，研究了不同脉冲电流峰值电压对AZ91镁合金凝固组织和力学性能的影响。实验结果表明脉冲电流缩短了合金的凝固时间，细化了凝固组织，也使合金的力学性能得到提高，同时，也和同样冷却条件下传统的MgC03变质处理进行对比，当脉冲电流峰值电压为2000V时，合金的平均晶粒尺寸明显比MgCOa变质处理的更小，力学性能也得到提高。上海大学硕士学位论文本文还对这三种物理场作用下镁合金的热分析曲线进行了一定的处理与分析，并对物理场细化合金凝固

4、组织的机理分别作了一定的分析与讨论。最后，本文对这三种物理场及其产生、作用方式、作用机理、对合金的处理效果以及工业应用上的问题进行了对比，指出这三种物理场各自的优缺点，并对它们进行了展望。关键词：AZ91镁合金，超声波，磁致振荡，脉冲磁场，脉冲电流，晶粒细化Ⅱ上海大学硕士学位论文ABSTRACTMagnesiumalloysarcwidelyappliedinthefieldsofautomobile，eleetroulcanda：viafionfortheftlightweightandhighspecificstrength．Buttheintegratedmechanicalpro

5、perty,especiallystrengthandtoughnessofmagnesiumalloysaleratherlow．Theselimittheapplicationofmagnesiumalloys．Grainrefinementisoneofthemosteffectivemethodstoimprovetheintegratedmechanicalpropertiesofmagnesiumalloys．ThetreatofphysicalfieldssuchasUltrasonic，magnetooscillation，pulsedelectriccun僦during

6、thesolidificationofmetalisanadvancedtechnology,whichcallremarkablyrefinesolidificationslructurewithoutcontamination．Comparedwithtraditionalmodificationmethods，thesemethodshavetheiradvantagesandarcncwappliedtechnologywithbrightfuture．Inthispaper,thesolidificationpfocc潞ofAZ91magnesiumalloywas血watcd

7、byphysicalfieldssuchasUltrasonic,magnetooscillationandpulsedelectriccurrent,andtheeffectofrefiningbyphysicalfieldsonAZ91magnesiumalloywasinvestigated．Firstly,theeffectofuinasonicwithdifferentpowersonthesolidificationst