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AZ91D镁合金控制臂组织与力学性能研究
| 论文题名： | AZ91D镁合金控制臂组织与力学性能研究 |
| 关键词： | AZ91D镁合金;挤压铸造;铸锻复合成形;微观组织;力学性能;汽车转向控制臂 |
| 摘要： | 镁合金的铸造工艺成形性能优异，但组织中缺陷较多、机械性能不高；传统锻造镁合金通过塑性变形具有高的性能，但需多道次锻压加工，工艺路线复杂，导致成本偏高，也不能获得规模应用。针对这种情况，本文以AZ91D镁合金汽车转向控制臂为研究对象，把挤压铸造成形的低成本优势和锻造成形的高性能优势有机结合起来，在挤压铸造和铸锻复合成型工艺的基础上，对比分析挤压铸造和铸锻复合成型等两种工艺对控制臂组织与力学性能的影响。 本文研究结果表明： ①两种工艺下的显微组织均是由α-Mg基体与灰黑色的β-Mg17Al12相组成。 ②在挤压铸造控制臂中，低速充型使组织中卷气较少，高压凝固使缩孔缩松不易形成，致密度较好。但是，由于激冷作用以及最后凝固部分金属液得不到补充，缺陷会少量存在。其力学性能与组织密度相关：粗大网状β-Mg17Al12相对基体有割裂作用，且在外力作用下易导致裂纹的形成和扩张；同时，α-Mg基体上应力集中也易产生裂纹，导致拉伸试样塑性变形能力较差，拉伸断口呈现脆性断裂。 ③铸锻复合成形中，与压铸态相比，在锻压时受外力影响，组织呈明显流线特征，动态再结晶充分，晶粒细化，缺陷弥合修复，组织致密度高。同时，由于网状的β-Mg17Al12相被破碎降低了对基体的割裂作用，增加了晶界的数目，对基体产生了较强的钉扎作用，起到了弥散强化的效果。所以，该工艺下的试样综合力学性显著在增强，有较强的塑性变形能力，拉伸断口呈现以韧性为主的韧脆混合型断裂机制。 ④铸锻态后试样经时效处理后，与热处理前相比，弥散析出了大量的β-Mg17Al12相，增强了对α-Mg基体的钉扎作用，阻碍了位错运动，所以其抗拉强度和屈服强度得到大幅度提升。但由于α-Mg晶界和β-Mg17Al12析出相的片层间结合力薄弱，在外力施加时易发生断裂，故塑性变形能力差，拉伸断口是以脆性为主的韧脆混合型断裂机制。 总体而言，对不同工艺下的.AZ91D镁合金控制臂，对其微观组织和力学性能以及断裂方式进行对比研究知，铸锻复合成型工艺较挤压铸造工艺而言，组织更加良好、力学性能显著提高，该研究为铸锻复合成形工艺提供了良好的理论依据。 |
| 作者： | 郝婷婷 |
| 专业： | 材料加工工程 |
| 导师： | 曹韩学 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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