超细粉体高能研磨镁合金表面组织与性能研究

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1、分类号：学校代号：10150UDC：密级：学号：20142032硕士学位论文超细粉体高能研磨镁合金表面组织与性能研究InvestigationonMicrostructuresandPropertiesReinforcedofMagnesiumAlloySurfaceLayerbyHighEnergyMillingUltrafinePowder学生姓名：吴思宇导师及职称：刘赵铭副教授学科门类：工学专业名称：材料科学与工程研究方向：轻体材料申请学位级别：硕士论文答辩日期：2017年6月16日学位授予单位：大连交通大学摘要镁合金是目前应

2、用最广泛的金属材料之一，但是其耐蚀性差、耐磨性低等问题大大制约了镁合金的发展。研究表明，镁合金的腐蚀及磨损现象大多发生在表面，目前国内外对于镁合金表面处理的方法很多，但大多工艺存在着成本高、污染严重、处理过程复杂等问题。本课题研究了一种成本低、绿色环保且工艺简单的镁合金表面处理新方法。根据机械力化学理论和原子扩散理论，通过对超细粉体进行高能研磨，在AZ31镁合金表面形成扩熔层。主要研究内容有：粉体超细化处理工艺、基体试样表面预处理、高能研磨工艺、设计正交试验得出主要影响因素、优化工艺参数等。利用SEM、EDS和XRD等手段对扩熔层的

3、形貌、成分含量及分布状态进行表征；采用全浸泡试验和电化学测试对扩熔层耐蚀性进行分析；通过对试样表面进行往复式滑动摩擦试验和磨损前后试样磨损量的变化分析扩熔层对基体试样耐磨性的影响程度；通过磨损形貌分析AZ31镁合金表面磨损机理以及扩熔层对其摩擦磨损的影响。结果表明，由于机械力化学作用和物质交互扩散作用，使得超细粉体能够在镁合金表面形成较为平整光滑的扩熔层，扩熔层厚度可达到75μm；扩熔层中有Al0.403Zn0.597、Al12Mg17等新相的生成。由于扩熔层的存在使得镁合金自腐蚀电位提高了0.14V；同时扩熔层有效的改善了镁合金表

4、面耐磨性。对扩熔层形成机理的分析研究，为后续制备出性能更加优良的陶瓷钝化膜提供了重要的参考价值和技术支持。关键词：镁合金；超细粉体；高能研磨；扩熔层IAbstractMagnesiumalloyisoneofthemostwidelyusedmetalmaterials.Butitspoorcorrosionresistance,lowwearresistanceandotherproblem,hasbeengreatlyrestrictedthedevelopmentofmagnesiumalloy.Somestudiesshow

5、thatmostofthemagnesiumalloycorrosionandwearphenomenonhappeninthesurface.Alotofmethodsfortheprocess,buttheyexistsomeissuessuchashighcost,pollution,complexprocessandsoon.Thisstudyshowanewmethodofmagnesiumalloysurfacetreatment.Thisprocessislowcost,simpletechnique.Accordin

6、gtothetheoryofMCPandatomicdiffusion,throughthehighenergyofultrafinepowdergrinding,meltingaDiffusion-fusionlayerinAZ31magnesiumalloysurface.Themainresearchcontentsincluds:ultrafinepowderprocess,substratesurfaceofsamplepretreatment,highenergymillingprocess,designorthogon

7、alexperimenttoconcludethatthemaininfluencefactors,optimizationofprocessparameters,etc.UsingSEM,EDSandXRDmethodstoanalysisthemorphologyofmeitlayer,compontentcontentanddistributioncharacterized;Adoptsfullimmersiontestandelectrochemicaltesttoanalysisexpansionofmeltinglaye

8、rcorrosionresistance;Reciprocatingslidingfrictionexperimenttocarryoutthesurfaceofthesampleandtheanalysisofthechangeof