触变成形az91d镁合金的搅拌摩擦加工及表面复合化

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1、硕七学位论文摘要镁合金是当今最具发展潜力的金属结构材料，在现代工业有着越来越广阔的应用前景。但由于本身特性的限制，如镁合金成形后组织晶粒粗大、成分不均，以及耐蚀、耐磨性差等，使其在工业应用中也面临着诸多难题。本文以提高镁合金表面性能为出发点，利用新型的表面改性技术一搅拌摩擦加工，以触变成形AZ91D合金为对象作了一系列的研究(表面组织细化、复合化Al、复合化SiC粒子以及舢和SiC混合复合化)，并与同等条件下的金属型铸造Az91D作了相应的比较分析。研究发现触变成形和金属型铸造合金的组织均变得非常细小(加工4次后晶粒尺寸约4urn左右)，大量B相溶入a相，

2、成分趋于均匀化，组织的显微硬度得到提高；随加工次数的增加，晶粒尺寸减小，但加工4次后搅拌区组织变化不大，而仍可细化、均匀化热机械影响区的组织，此作用以触变成形材料更为显著。高温下，两种材料的组织均有长大，但金属型铸造材料的长大更为严重，该组织在300℃已明显长大。搅拌摩擦加工可以将A1粉均匀地复合于AZ91D镁合金表面，但相比之下，触变成形材料的分布更均匀；复合的～部分溶入a相中，部分形成B相，剩余部分仍以纯舢的形式存在；由于材料表面复合了耐蚀性好的Al，因此其耐蚀性均得到提高，但触变成形材料复合层中因8相和趟的分布更加均匀，a相中砧固溶度更高，其组织更为

3、耐蚀；经固溶处理后，纯Al逐渐变成B相，并聚集长大，致使其耐蚀性下降。搅拌摩擦加工也可将SiC粉、SiC和Al混合粉均匀地复合于镁合金表面；复合SiC后，基体组织更为细小、均匀，且耐磨性均得到提高，耐磨性以触变成形材料复合层更好；因SiC粒子的晶界钉扎作用，在高温下组织更稳定。复合SiC和AI后，触变成形材料中的分布更均匀，且耐磨性也优于金属型铸造材料复合层的。关键词：搅拌摩擦加工；耐蚀性；耐磨性；均匀化；显微硬度；固溶处理触变成形AZ91D镁合金的搅拌摩擦加rAbstractMagnesiumalloysarethemostimportantstruct

4、uralmetalmaterialsintheindustry，whichwillbeusedmoreandmorewidelyinthefuture．However，theyarefacedwithmanydifficultiesinindustrialapplicationsbecauseofthelimitationoftheirsomecharacteristics，suchaslargegrainsize，inhomogeneousmicrostmcture，relativelypoorfrictionandwearpropertiesandpo

5、orcorrosionresistance．Inthisthesis，inordertoimprovethesurfacepropertiesofthixoformedAZ91Dmagnesiumalloy，tochangethesurfacemicrostmctureandfabricatesurfacecomposites(A1．SiC．AIandSic)werestudiedbyusinganewmaterialprocessingtechnology·frictionstirprocessing(FSP)．Theresultswerealsocom

6、paredwiththoseofthepermanentmouldcastalloy．Theresultsindicatedthatthesurfacemiexostracturesofboththethixoformedalloyandpermanentmouldcastalloybecameveryfine(grainsizeof4urnafter4processingtimes)．AlargeamountBphasedissolvedintotheaphasegrainsandthemicrostructuresbecamemorehomogeneo

7、us．Thehardnessoftheresultingmicrostructuresalsoincreased．Thegrainsizedecreasedwiththeincreaseofprocessingtimeanddidnotchangedwhenprocessingtimeexceeded4times．However，themicrostructureofthethermalmechanicalaffectedzonecouldbefurtherrefinedandhomogenize．Thiseffectwasmoreobviousforth

8、ethixoformedalloy．Thegrainsoftheb