镁锂合金成分和处理工艺对变形机制及性能的影响
发布时间：2025-05-20 05:25
随着航空航天、汽车工业以及电子等领域对轻量化的需求,使得具有密度低、比强度高、电磁屏蔽能力强等优点的镁合金具有广阔的应用前景。然而,Mg合金的室温塑性较差是制约其广泛应用的主要因素之一。将Li加入到Mg中形成迄今为止最轻的金属结构材料Mg-Li合金可以显著提高合金的室温塑性,因此本论文以Mg-Li合金为研究对象,全面探讨其塑性变形机制。但是Li的加入同时使得合金的强度显著下降不能满足工业应用的需求,而合金化是提高Mg-Li合金强度最为有效的方法之一。此外,Mg-Li合金的耐腐蚀性能差也是限制其广泛应用的另外一个因素,而表面处理是提高Mg-Li合金耐腐蚀性能最为直接、有效的方法。针对以上提到的问题,本论文主要从提高Mg-Li基合金强度、塑性及镀层适应性的角度出发,开展了二元、三元和四元Mg-Li基合金的显微结构、变形机制及其性能研究,并对Mg-Li基合金表面化学镀镍磷方法进行了研究。结果表明:(1)对于具有α相的Mg-3Li基及Mg-9Li基合金,在热机械处理过程中主要形成基面织构,而Mg-9Li基合金的基面织构强度较Mg-3Li基合金要弱的多,同时非基面滑移开动。Mg-9Li-(6Al)...
【文章页数】：157 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 镁锂合金概述
1.2 合金化元素对Mg-Li合金的作用
1.2.1 Al元素对Mg-Li合金的作用
1.2.2 Zn元素对Mg-Li合金的作用
1.2.3 RE元素对Mg-Li合金的作用
1.3 变形Mg-Li合金的织构
1.3.1 Mg合金织构概述
1.3.2 Mg-Li合金织构的研究进展
1.4 中子衍射技术在Mg合金变形行为中的研究
1.5 Mg-Li合金的腐蚀与表面处理技术
1.5.1 Mg-Li合金的腐蚀
1.5.2 Mg-Li合金表面处理技术
1.6 本论文的研究意义及主要研究内容
1.6.1 本论文的研究意义
1.6.2 本论文的主要研究内容
第2章 实验过程及方法
2.1 材料成分设计及成分测试
2.2 合金的制备和热机械处理
2.2.1 实验原材料
2.2.2 材料的制备
2.2.3 热机械处理
2.3 合金的显微组织观察和显微结构测试
2.3.1 金相试样制备和组织观察
2.3.2 晶粒尺寸的测定
2.3.3 高倍显微组织观察和能谱测试
2.3.4 透射电子显微分析
2.3.5 合金相组成分析
2.3.6 合金的织构测试
2.3.7 合金的中子衍射测试
2.4 合金的力学性能测试
2.4.1 硬度测试
2.4.2 拉伸性能测试
2.4.3 压缩性能测试
2.5 合金的耐腐蚀性能测试
2.5.1 电化学阻抗谱(EIS)测试
2.5.2 动电位极化曲线测试
2.5.3 析氢实验
第3章 二元Mg-Li合金在热机械处理过程中的织构演变及力学性能研究
3.1 Li含量对铸态二元Mg-Li合金显微组织、力学性能的影响
3.1.1 铸态合金成分
3.1.2 铸态合金的显微组织
3.1.3 铸态合金的相组成
3.1.4 铸态合金的力学性能
3.2 Mg-Li合金在热机械过程中的显微组织、织构演变及力学性能研究
3.2.1 热机械处理对合金显微组织的影响
3.2.2 热机械处理对合金织构演变的影响
3.2.3 热机械处理对合金力学性能的影响
3.3 分析与讨论
3.4 小结
第4章 三元Mg-Li-Al合金在热机械处理过程中的织构演变及性能研究
4.1 Li含量对铸态三元Mg-Li-Al合金显微组织、力学性能及耐腐蚀性能的影响
4.1.1 铸态Mg-Li-Al合金成分
4.1.2 铸态Mg-Li-Al合金的显微组织
4.1.3 铸态Mg-Li-Al合金的相组成
4.1.4 铸态Mg-Li-Al合金的力学性能
4.1.5 铸态Mg-Li-Al合金的耐腐蚀性能
4.2 Mg-Li-Al合金在热机械过程中显微组织、织构演变及力学性能研究
4.2.1 热机械处理对Mg-Li-Al合金显微组织的影响
4.2.2 热机械处理对Mg-Li-Al合金织构演变的影响
4.2.3 热机械处理对Mg-Li-Al合金力学性能的影响
4.3 分析与讨论
4.4 小结
第5章 Al和Er复合合金化对Mg-9Li合金显微组织及性能的影响
5.1 Al和Er对铸态Mg-9Li合金显微组织和力学性能的影响
5.1.1 铸态Mg-9Li-xAl-xEr合金成分
5.1.2 铸态Mg-9Li-xAl-xEr合金的显微组织
5.1.3 铸态Mg-9Li-xAl-xEr合金的相组成
5.1.4 铸态Mg-9Li-xAl-xEr合金的力学性能
5.2 热机械处理对Mg-9Li-xAl-xEr合金显微组织、织构演变、力学性能及耐腐蚀性能的影响
5.2.1 热机械处理对Mg-9Li-xAl-xEr合金显微组织的影响
5.2.2 热机械处理对Mg-9Li-xAl-xEr合金织构演变的影响
5.2.3 热机械处理对Mg-9Li-xAl-xEr合金力学性能的影响
5.2.4 热机械处理对Mg-9Li-xAl-xEr合金耐腐蚀性能的影响
5.3 交叉轧制对Mg-9Li-xAl-xEr合金显微组织、织构演变及力学性能的影响
5.3.1 交叉轧制对Mg-9Li-xAl-xEr合金显微组织的影响
5.3.2 交叉轧制对Mg-9Li-xAl-xEr合金织构演变的影响
5.3.3 交叉轧制对Mg-9Li-xAl-xEr合金力学性能的影响
5.4 分析讨论
5.5 小结
第6章 Mg-Li合金变形机制的原位中子衍射研究
6.1 单相Mg-3Li合金中子衍射原位拉伸变形行为的研究
6.1.1 单相Mg-3Li合金在原位拉伸前后的显微组织
6.1.2 单相Mg-3Li合金在原位拉伸前后的织构演变
6.1.3 单相Mg-3Li合金原位拉伸力学行为
6.1.4 单相Mg-3Li合金原位拉伸的晶格应变研究
6.2 双相Mg-9Li-6Al-6Er合金中子衍射原位拉伸变形行为的研究
6.2.1 双相Mg-9Li-6Al-6Er合金在原位拉伸前后的显微组织
6.2.2 双相Mg-9Li-6Al-6Er合金在原位拉伸前后的织构演变
6.2.3 双相Mg-9Li-6Al-6Er合金原位拉伸力学行为
6.2.4 双相Mg-9Li-6Al-6Er合金原位拉伸的晶格应变研究
6.3 分析与讨论
6.4 小结
第7章 双相Mg-Li合金表面化学镀镍磷研究
7.1 超声波对双相Mg-Li合金化学镀Ni-P的影响
7.1.1 转化膜预处理及化学镀Ni-P
7.1.2 转化膜及Ni-P镀层的显微形貌、化学成分及物相结构
7.1.3 Ni-P镀层的机械性能
7.1.4 Ni-P镀层的耐腐蚀性能
7.2 双相Mg-Li合金化学镀Ni-P/纳米SiO2复合镀层研究
7.2.1 Ni-P/纳米SiO2复合镀层的显微形貌、化学成分及物相结构
7.2.2 Ni-P/纳米SiO2复合镀层的机械性能
7.2.3 Ni-P/纳米SiO2复合镀层的耐腐蚀性能
7.3 分析与讨论
7.4 小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢
本文编号：4046915
【文章页数】：157 页
【学位级别】：博士
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摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 镁锂合金概述
1.2 合金化元素对Mg-Li合金的作用
1.2.1 Al元素对Mg-Li合金的作用
1.2.2 Zn元素对Mg-Li合金的作用
1.2.3 RE元素对Mg-Li合金的作用
1.3 变形Mg-Li合金的织构
1.3.1 Mg合金织构概述
1.3.2 Mg-Li合金织构的研究进展
1.4 中子衍射技术在Mg合金变形行为中的研究
1.5 Mg-Li合金的腐蚀与表面处理技术
1.5.1 Mg-Li合金的腐蚀
1.5.2 Mg-Li合金表面处理技术
1.6 本论文的研究意义及主要研究内容
1.6.1 本论文的研究意义
1.6.2 本论文的主要研究内容
第2章 实验过程及方法
2.1 材料成分设计及成分测试
2.2 合金的制备和热机械处理
2.2.1 实验原材料
2.2.2 材料的制备
2.2.3 热机械处理
2.3 合金的显微组织观察和显微结构测试
2.3.1 金相试样制备和组织观察
2.3.2 晶粒尺寸的测定
2.3.3 高倍显微组织观察和能谱测试
2.3.4 透射电子显微分析
2.3.5 合金相组成分析
2.3.6 合金的织构测试
2.3.7 合金的中子衍射测试
2.4 合金的力学性能测试
2.4.1 硬度测试
2.4.2 拉伸性能测试
2.4.3 压缩性能测试
2.5 合金的耐腐蚀性能测试
2.5.1 电化学阻抗谱(EIS)测试
2.5.2 动电位极化曲线测试
2.5.3 析氢实验
第3章 二元Mg-Li合金在热机械处理过程中的织构演变及力学性能研究
3.1 Li含量对铸态二元Mg-Li合金显微组织、力学性能的影响
3.1.1 铸态合金成分
3.1.2 铸态合金的显微组织
3.1.3 铸态合金的相组成
3.1.4 铸态合金的力学性能
3.2 Mg-Li合金在热机械过程中的显微组织、织构演变及力学性能研究
3.2.1 热机械处理对合金显微组织的影响
3.2.2 热机械处理对合金织构演变的影响
3.2.3 热机械处理对合金力学性能的影响
3.3 分析与讨论
3.4 小结
第4章 三元Mg-Li-Al合金在热机械处理过程中的织构演变及性能研究
4.1 Li含量对铸态三元Mg-Li-Al合金显微组织、力学性能及耐腐蚀性能的影响
4.1.1 铸态Mg-Li-Al合金成分
4.1.2 铸态Mg-Li-Al合金的显微组织
4.1.3 铸态Mg-Li-Al合金的相组成
4.1.4 铸态Mg-Li-Al合金的力学性能
4.1.5 铸态Mg-Li-Al合金的耐腐蚀性能
4.2 Mg-Li-Al合金在热机械过程中显微组织、织构演变及力学性能研究
4.2.1 热机械处理对Mg-Li-Al合金显微组织的影响
4.2.2 热机械处理对Mg-Li-Al合金织构演变的影响
4.2.3 热机械处理对Mg-Li-Al合金力学性能的影响
4.3 分析与讨论
4.4 小结
第5章 Al和Er复合合金化对Mg-9Li合金显微组织及性能的影响
5.1 Al和Er对铸态Mg-9Li合金显微组织和力学性能的影响
5.1.1 铸态Mg-9Li-xAl-xEr合金成分
5.1.2 铸态Mg-9Li-xAl-xEr合金的显微组织
5.1.3 铸态Mg-9Li-xAl-xEr合金的相组成
5.1.4 铸态Mg-9Li-xAl-xEr合金的力学性能
5.2 热机械处理对Mg-9Li-xAl-xEr合金显微组织、织构演变、力学性能及耐腐蚀性能的影响
5.2.1 热机械处理对Mg-9Li-xAl-xEr合金显微组织的影响
5.2.2 热机械处理对Mg-9Li-xAl-xEr合金织构演变的影响
5.2.3 热机械处理对Mg-9Li-xAl-xEr合金力学性能的影响
5.2.4 热机械处理对Mg-9Li-xAl-xEr合金耐腐蚀性能的影响
5.3 交叉轧制对Mg-9Li-xAl-xEr合金显微组织、织构演变及力学性能的影响
5.3.1 交叉轧制对Mg-9Li-xAl-xEr合金显微组织的影响
5.3.2 交叉轧制对Mg-9Li-xAl-xEr合金织构演变的影响
5.3.3 交叉轧制对Mg-9Li-xAl-xEr合金力学性能的影响
5.4 分析讨论
5.5 小结
第6章 Mg-Li合金变形机制的原位中子衍射研究
6.1 单相Mg-3Li合金中子衍射原位拉伸变形行为的研究
6.1.1 单相Mg-3Li合金在原位拉伸前后的显微组织
6.1.2 单相Mg-3Li合金在原位拉伸前后的织构演变
6.1.3 单相Mg-3Li合金原位拉伸力学行为
6.1.4 单相Mg-3Li合金原位拉伸的晶格应变研究
6.2 双相Mg-9Li-6Al-6Er合金中子衍射原位拉伸变形行为的研究
6.2.1 双相Mg-9Li-6Al-6Er合金在原位拉伸前后的显微组织
6.2.2 双相Mg-9Li-6Al-6Er合金在原位拉伸前后的织构演变
6.2.3 双相Mg-9Li-6Al-6Er合金原位拉伸力学行为
6.2.4 双相Mg-9Li-6Al-6Er合金原位拉伸的晶格应变研究
6.3 分析与讨论
6.4 小结
第7章 双相Mg-Li合金表面化学镀镍磷研究
7.1 超声波对双相Mg-Li合金化学镀Ni-P的影响
7.1.1 转化膜预处理及化学镀Ni-P
7.1.2 转化膜及Ni-P镀层的显微形貌、化学成分及物相结构
7.1.3 Ni-P镀层的机械性能
7.1.4 Ni-P镀层的耐腐蚀性能
7.2 双相Mg-Li合金化学镀Ni-P/纳米SiO2复合镀层研究
7.2.1 Ni-P/纳米SiO2复合镀层的显微形貌、化学成分及物相结构
7.2.2 Ni-P/纳米SiO2复合镀层的机械性能
7.2.3 Ni-P/纳米SiO2复合镀层的耐腐蚀性能
7.3 分析与讨论
7.4 小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢
本文编号：4046915
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