螺旋磁場(chǎng)對(duì)ZK60合金凝固過(guò)程的影響及溫差擠壓強(qiáng)韌化機(jī)理研究

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1、國(guó)內(nèi)圖書(shū)分類(lèi)號(hào)：TGl46．2工學(xué)博士學(xué)位論文螺旋磁場(chǎng)對(duì)ZK60合金凝固過(guò)程的影響及溫差擠壓強(qiáng)韌化機(jī)理研究博士研究生：導(dǎo)師：亓5，llJ：申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：學(xué)科、專(zhuān)業(yè)：所在單位：答辯日期：授予學(xué)位單位：李彩霞于彥東工學(xué)博士材料學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院2013年6月哈爾濱理工大學(xué)ClassifiedIndex：TG146．2DissertationfortheDegreeofD．Eng．StudyontheEffectofHelicalMagneticFieldontheSolidificationProcessandStrengtheningandTougheni

2、ngMechanismofDifferentialTemperatureExtrusionforZK60alloysCandidate：Supervisor：AcademicDegreeAppliedfor：Specialty：DateofOralExamination：University：LiCaixiaYuYandongDoctorofEngineeringMaterialogyJune，2013HarbinUniversityofScienceandTechnology哈爾濱理工大學(xué)博士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：此處所提交的博士學(xué)位論文《螺旋

3、磁場(chǎng)對(duì)ZK60合金凝固過(guò)程的影響及溫差擠壓強(qiáng)韌化機(jī)理研究》，是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，在哈爾濱理工大學(xué)攻讀博士學(xué)位期間獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。據(jù)本人所知，論文中除已注明部分外不包含他人已發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果。對(duì)本文研究工作做出貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式注明。本聲明的法律結(jié)果將完全由本人承擔(dān)。作者簽名：李彩霞日期：2013年6月13日哈爾濱理工大學(xué)博士學(xué)位論文使用授權(quán)書(shū)《螺旋磁場(chǎng)對(duì)ZK60合金凝固過(guò)程的影響及溫差擠壓強(qiáng)韌化機(jī)理研究》系本人在哈爾濱理工大學(xué)攻讀博士學(xué)位期間在導(dǎo)師指導(dǎo)下完成的博士學(xué)位論文。本論文的研究成果歸哈爾濱理工大學(xué)所有，本論文

4、的研究?jī)?nèi)容不得以其它單位的名義發(fā)表。本人完全了解哈爾濱理工大學(xué)關(guān)于保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向有關(guān)部門(mén)提交論文和電子版本，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)哈爾濱理工大學(xué)可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文，可以公布論文的全部或部分內(nèi)容。本學(xué)位論文屬于保密口，在年解密后適用授權(quán)書(shū)。不保密回。(請(qǐng)?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打4)作者簽名：李彩霞日期：2013年6月13日導(dǎo)師簽名：于彥東日期：2013年6月13R摘要螺旋磁場(chǎng)對(duì)ZK60合金凝固過(guò)程的影響及溫差擠壓強(qiáng)韌化機(jī)理研究鎂合金是實(shí)際應(yīng)用中最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，曰益成為汽車(chē)、航空航天、國(guó)防軍工、電子通信等

5、工業(yè)領(lǐng)域的重要材料。作為一種高強(qiáng)度的變形鎂合金，ZK60合金應(yīng)用前景廣泛。遺憾的是，由于ZK60合金具有較寬的凝固范圍使得鑄造過(guò)程中很容易形成縮松和顯微偏析等缺陷，致使合金的鑄造特性較差，嚴(yán)重限制了合金的應(yīng)用。本文通過(guò)ZK60合金凝固過(guò)程中施加螺旋磁場(chǎng)攪拌，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)材料凝固組織、成分分布和性能的控制，改善ZK60合金的鑄造特性，進(jìn)而提高合金的室溫力學(xué)性能和塑性成形能力。重點(diǎn)研究螺旋磁場(chǎng)攪拌對(duì)ZK60合金凝固組織的影響規(guī)律及細(xì)化機(jī)制和溫差擠壓ZK60合金的組織演變規(guī)律及細(xì)化機(jī)制、室溫變形行為和斷裂機(jī)制，揭示溫差擠壓ZK60合金的強(qiáng)韌化機(jī)理。以期提出改善ZK

6、60合金力學(xué)性能和成形性能的有效方法及理論。本文首先采用自行設(shè)計(jì)的螺旋磁場(chǎng)攪拌裝置對(duì)熔煉的ZK60合金凝固過(guò)程進(jìn)行控制，采用金相顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)和x射線衍射儀(XRD)，研究了不同螺旋磁場(chǎng)攪拌工藝對(duì)鑄態(tài)ZK60合金的凝固組織和相組成、微區(qū)化學(xué)成分的分布變化、微觀硬度及合金性能的影響，并探討了組織的細(xì)化機(jī)理。在勵(lì)磁電壓為90V時(shí)的磁場(chǎng)作用下，合金組織細(xì)小均勻，細(xì)化效果最佳；螺旋磁場(chǎng)的施加加劇了ZK60合金的不平衡凝固，阻礙了共晶相以連續(xù)的形式析出，增加了溶質(zhì)元素在晶體內(nèi)部的固溶度而減少在晶界的析出，促進(jìn)了合金元素均勻分布，減少偏析，細(xì)晶強(qiáng)化

7、和固溶強(qiáng)化效果明顯，提高了合金的微觀硬度和力學(xué)性能。采用不同的均勻化處理工藝對(duì)ZK60鑄錠進(jìn)行熱處理，優(yōu)化了合金的均勻化制度。ZK60合金均勻化處理后主要有cc．Mg和MgZn2兩種衍射峰，合金中的主要析出相為MgZn2，鑄態(tài)下較少含量的析出相MgZn相經(jīng)過(guò)均勻化處理后，進(jìn)一步固溶于基體中；經(jīng)TEM分析發(fā)現(xiàn)合金有新的析出相析出，并隨著勵(lì)磁電壓的增加，析出相尺寸明顯變小，且越來(lái)越呈彌散分布狀態(tài)，合金硬度得到進(jìn)一步改善，析出強(qiáng)化占了主導(dǎo)位置；合金適宜的均勻化哈爾濱理T大學(xué)_T學(xué)博I：學(xué)位論文處理制度為380℃×12h，經(jīng)過(guò)該制度處理后，晶界非平衡相基本得到消除

8、，合金元素呈現(xiàn)均勻分布，這一均勻化處理制度在動(dòng)力學(xué)曲線設(shè)定范圍內(nèi)；