螺旋磁场对ZK60合金凝固过程的影响及温差挤压强韧化机理研究

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1、国内图书分类号：TGl46．2工学博士学位论文螺旋磁场对ZK60合金凝固过程的影响及温差挤压强韧化机理研究博士研究生：导师：亓5，llJ：申请学位级别：学科、专业：所在单位：答辩日期：授予学位单位：李彩霞于彦东工学博士材料学材料科学与工程学院2013年6月哈尔滨理工大学ClassifiedIndex：TG146．2DissertationfortheDegreeofD．Eng．StudyontheEffectofHelicalMagneticFieldontheSolidificationProcessandStrengtheningandTougheni

2、ngMechanismofDifferentialTemperatureExtrusionforZK60alloysCandidate：Supervisor：AcademicDegreeAppliedfor：Specialty：DateofOralExamination：University：LiCaixiaYuYandongDoctorofEngineeringMaterialogyJune，2013HarbinUniversityofScienceandTechnology哈尔滨理工大学博士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的博士学位论文《螺旋

3、磁场对ZK60合金凝固过程的影响及温差挤压强韧化机理研究》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读博士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：李彩霞日期：2013年6月13日哈尔滨理工大学博士学位论文使用授权书《螺旋磁场对ZK60合金凝固过程的影响及温差挤压强韧化机理研究》系本人在哈尔滨理工大学攻读博士学位期间在导师指导下完成的博士学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨理工大学所有，本论文

4、的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门提交论文和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于保密口，在年解密后适用授权书。不保密回。(请在以上相应方框内打4)作者签名：李彩霞日期：2013年6月13日导师签名：于彦东日期：2013年6月13R摘要螺旋磁场对ZK60合金凝固过程的影响及温差挤压强韧化机理研究镁合金是实际应用中最轻的金属结构材料，曰益成为汽车、航空航天、国防军工、电子通信等

5、工业领域的重要材料。作为一种高强度的变形镁合金，ZK60合金应用前景广泛。遗憾的是，由于ZK60合金具有较宽的凝固范围使得铸造过程中很容易形成缩松和显微偏析等缺陷，致使合金的铸造特性较差，严重限制了合金的应用。本文通过ZK60合金凝固过程中施加螺旋磁场搅拌，从而实现对材料凝固组织、成分分布和性能的控制，改善ZK60合金的铸造特性，进而提高合金的室温力学性能和塑性成形能力。重点研究螺旋磁场搅拌对ZK60合金凝固组织的影响规律及细化机制和温差挤压ZK60合金的组织演变规律及细化机制、室温变形行为和断裂机制，揭示温差挤压ZK60合金的强韧化机理。以期提出改善ZK

6、60合金力学性能和成形性能的有效方法及理论。本文首先采用自行设计的螺旋磁场搅拌装置对熔炼的ZK60合金凝固过程进行控制，采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和x射线衍射仪(XRD)，研究了不同螺旋磁场搅拌工艺对铸态ZK60合金的凝固组织和相组成、微区化学成分的分布变化、微观硬度及合金性能的影响，并探讨了组织的细化机理。在励磁电压为90V时的磁场作用下，合金组织细小均匀，细化效果最佳；螺旋磁场的施加加剧了ZK60合金的不平衡凝固，阻碍了共晶相以连续的形式析出，增加了溶质元素在晶体内部的固溶度而减少在晶界的析出，促进了合金元素均匀分布，减少偏析，细晶强化

7、和固溶强化效果明显，提高了合金的微观硬度和力学性能。采用不同的均匀化处理工艺对ZK60铸锭进行热处理，优化了合金的均匀化制度。ZK60合金均匀化处理后主要有cc．Mg和MgZn2两种衍射峰，合金中的主要析出相为MgZn2，铸态下较少含量的析出相MgZn相经过均匀化处理后，进一步固溶于基体中；经TEM分析发现合金有新的析出相析出，并随着励磁电压的增加，析出相尺寸明显变小，且越来越呈弥散分布状态，合金硬度得到进一步改善，析出强化占了主导位置；合金适宜的均匀化哈尔滨理T大学_T学博I：学位论文处理制度为380℃×12h，经过该制度处理后，晶界非平衡相基本得到消除

8、，合金元素呈现均匀分布，这一均匀化处理制度在动力学曲线设定范围内；