【正文】 而塑性降低。 鎂合金的種類及用途鎂合金是具有高的比強(qiáng)度、比剛度、減振性、導(dǎo)熱性、可切削加工性和可回收性，因而被譽(yù)為“21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ木G色工程材料”。工業(yè)上，純鎂除了少部分用于化學(xué)工業(yè)、儀表制造及軍事工業(yè)外，主要作為鎂合金及鎂鋁合金的合金元素。但我國(guó)的鎂產(chǎn)業(yè)還處于起步階段，多數(shù)企業(yè)主要是以生產(chǎn)原材料為主，在很大程度上限制了鎂的開發(fā)和應(yīng)用。℃ J/Kg鎂化學(xué)性質(zhì)非?；顫姡诔睗窨諝?、海水及絕大多數(shù)酸、鹽溶液中急易受腐蝕和氧化，高溫下鎂則易發(fā)生燃燒。是鋁的2/3，鋼的1/4[1]。28 燒結(jié)工藝參數(shù)10 基體粉末規(guī)格1 材料成分表48 鎂的主要物理性質(zhì)46 2＃和3＃粉末經(jīng)550℃燒結(jié)試樣磨損后微觀形貌44 不同燒結(jié)溫度下SiCw(未處理)/AZ91復(fù)合材料磨損形貌42 不同燒結(jié)溫度下AZ91基體的磨損形貌42 鎂合金基體表面EDS分析41 AZ91基體復(fù)合材料的磨損形貌37 AZ91 基體粉末試樣的摩擦系數(shù)—時(shí)間曲線圖36 燒結(jié)溫度磨損量關(guān)系圖33 實(shí)驗(yàn)材料溫度硬度關(guān)系圖33 液相燒結(jié)過程示意圖32 球形顆粒的燒結(jié)模型30 1試樣顯微組織28 試樣燒結(jié)工藝26 壓制壓力與壓坯密度關(guān)系圖23 經(jīng)KH550處理后的SiC晶須形貌22 經(jīng)Tween80處理后的SiC晶須形貌16 拉伸試樣模具圖12 真空球磨示意圖7 SiC晶須SEM照片及EDS分析6 MgAlZn合金的可鑄性3 MgAl二元相圖55個(gè)人簡(jiǎn)歷 在學(xué)期間發(fā)表的論文與研究成果496主 要 結(jié) 論46 本章小結(jié)44 SiCw(分散處理)/AZ91復(fù)合材料的磨損形貌41 AZ91基體復(fù)合材料的磨損形貌36 復(fù)合材料摩擦磨損性能345 SiCw/AZ91復(fù)合材料的性能31 粉末冶金燒結(jié)過程分析27 26 球磨工藝的確定254 SiCw/AZ91復(fù)合材料制備工藝的優(yōu)化222221 SiC晶須分散試驗(yàn)203 SiC晶須分散研究19 拉伸性能測(cè)試19 摩擦磨損性能測(cè)試19 顯微硬度測(cè)試15 微觀分析1412 配粉12 晶須分散處理11 化學(xué)試劑10 增強(qiáng)相的選擇10 復(fù)合材料的成分設(shè)計(jì)92試驗(yàn)方法及分析手段6 復(fù)合材料合金元素5 熔體浸透法4 鎂基復(fù)合材料制備方法3 細(xì)晶強(qiáng)化2 沉淀(析出)強(qiáng)化1 鎂合金強(qiáng)韌化方法`Ⅱ1緒論目 錄粉末冶金法制備SiCw/AZ91復(fù)合材料研究畢業(yè)論文目 錄摘要ⅠAbstract1 鎂及鎂合金1 鎂的性質(zhì)和用途1 鎂合金的種類及用途2 固溶強(qiáng)化3 彌散強(qiáng)化3 復(fù)合強(qiáng)化4 粉末冶金法4 攪拌鑄造法5 噴射沉積法5 原位反應(yīng)自生法5 鎂基復(fù)合材料合金元素及增強(qiáng)相6 鎂基復(fù)合材料常用增強(qiáng)相7 課題的提出及主要研究?jī)?nèi)容9 課題的提出9 本課題的研究?jī)?nèi)容10 基體材料的選擇10 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及化學(xué)試劑11 實(shí)驗(yàn)設(shè)備12 試樣制備13 混料14 球磨17 SEM分析17 EDS分析18 試樣密度測(cè)試18 21 SiC晶須原始形貌2323 本章小結(jié)26 壓力工藝參數(shù)的確定27 預(yù)壓工藝參數(shù)確定27 燒結(jié)工藝的確定29 燒結(jié)溫度對(duì)試樣密度的影響29 溫度對(duì)粉末冶金法制備的AZ91基體材料組織形貌的影32 本章小結(jié)35 復(fù)合材料的顯微硬度35 復(fù)合材料的拉伸性能37 復(fù)合材料磨損微觀形貌分析41 SiCw(未處理)/AZ91復(fù)合材料的磨損形貌50參考文獻(xiàn)51致謝56圖和附表清單 合金固溶強(qiáng)化機(jī)制3 合金沉淀強(qiáng)化機(jī)制3 合金彌散強(qiáng)化11 研究技術(shù)路線14 四孔圓柱型模具圖15 摩擦試樣模具圖16 真空熱壓燒結(jié)示意圖17 摩擦磨損性能測(cè)試試樣19 SiC晶須SEM照片21 經(jīng)SPP處理后的SiC晶須形貌24 球磨后混合粉末SEM照片29 燒結(jié)溫度與密度關(guān)系曲線38 AZ91+SiCw(未處理)試樣在不同燒結(jié)溫度下的摩擦系數(shù)39 AZ91+SiCw(已處理)試樣在不同燒結(jié)溫度下的摩擦系數(shù)40 不同燒結(jié)溫度下試樣的摩擦系數(shù)43 SiCw(未處理)/AZ91復(fù)合材料試樣磨損形貌44 SiCw(未處理)/AZ91復(fù)合材料試樣磨損表面EDS分析 SiCW/AZ91（分散處理）復(fù)合材料微觀磨損形貌10 不同壓力下壓坯的密度29 不同溫度下燒結(jié)試樣的密度30v1 緒 論1 緒 論 鎂及鎂合金 鎂的性質(zhì)和用途鎂是銀白色金屬，是地殼中含量最豐富的元素之一，在金屬元素中僅次于鋁、鐵元素，居第三位。鎂的晶體結(jié)構(gòu)為密排六方結(jié)構(gòu)，在25℃時(shí)的晶格常數(shù)為a=，c=，軸比c/a=。 鎂的主要物理性質(zhì)[2]Table Physical properties of magnesium密度熔點(diǎn)膨脹系數(shù)導(dǎo)熱系數(shù)比熱彈性模量650℃106/℃145 W/m℃我國(guó)擁有極其豐富的鎂資源，原鎂產(chǎn)量居世界首位，占全球的1/3，菱鎂礦的質(zhì)量和儲(chǔ)量均居世界第一位[3]。純鎂的力學(xué)性能低，不能直接作為結(jié)構(gòu)件使用。另外還用于煉鋼脫硫劑、金屬還原等領(lǐng)域[4]。鎂合金按添加合金元素不同分為：MgAl合金、MgMn合金、MgRE合金、MgZn合金、MgLi合金等二元合金，MgZnSi合金[5]、MgAlZn合金[6]、MgZnZr[7]合金等三元合金，另外還開發(fā)了部分多元鎂合金[8,9]。AZ91由于良好的可鑄造性和機(jī)械性能成為目前工業(yè)中最常用的鎂合金，主要應(yīng)用在汽車部件﹑3C產(chǎn)品﹑運(yùn)動(dòng)器材部件﹑家用器材等。汽車生產(chǎn)大國(guó)等力求降低汽車自重來節(jié)省能耗，有關(guān)資料顯示：汽車自重每減輕100kg，[10]；汽車自重每減輕10%，%[11]。國(guó)內(nèi)重慶長(zhǎng)安集團(tuán)公司在發(fā)動(dòng)機(jī)變速器上、下殼體用鎂合金替代鋁合金；中國(guó)一汽集團(tuán)研制成功了氣門室罩蓋、變速箱蓋、發(fā)動(dòng)機(jī)油噴等鎂合金壓鑄件；東風(fēng)汽車公司以鎂合金變速箱上蓋的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用為重點(diǎn)突破對(duì)象。 眾所周知，電子工業(yè)是當(dāng)今發(fā)展最為迅速的行業(yè),鎂合金在電子工業(yè)中的應(yīng)用也具有很大的潛力。日本和歐美等許多電子產(chǎn)品已采用鎂合金作為外殼材料。 鎂合金強(qiáng)韌化方法純鎂的強(qiáng)度低，室溫塑性差，通常不能直接用作結(jié)構(gòu)材料。 固溶強(qiáng)化固溶強(qiáng)化是由于合金元素固溶到金屬基體后，由于合金元素和基體元素的原子半徑和彈性模量的差異，使基體產(chǎn)生點(diǎn)陣畸變，阻礙位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)，從而使基體得到強(qiáng)化。固溶后屈服強(qiáng)度的增加將與加入溶質(zhì)元素濃度的二分之一次方成正比，[15]。時(shí)效強(qiáng)化效果與析出相的大小、硬度、形貌以及與基體之間界面的性質(zhì)等因素密切相關(guān)。由于鎂原子半徑大，且沉淀相的晶體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且沉淀相與基體之間不易存在共格關(guān)系。因此，鎂合金時(shí)效強(qiáng)化效果比鋁合金中所見到的要小得多。[1618] 合金固溶強(qiáng)化機(jī)制 合金沉淀強(qiáng)化機(jī)制 合金彌散強(qiáng)化 mechanism of solid mechanism of precipitation of dispersionsolution strengthening in alloys hardening in alloys strengthening in alloys非共格硬顆粒彌散物對(duì)合金的強(qiáng)化稱為彌散強(qiáng)化，與沉淀相不同，這種硬顆粒彌散物是合金在凝固過程中產(chǎn)生的，一般具有較高的熔點(diǎn)和對(duì)基體極低的溶解度或不溶。彌散物越密集，強(qiáng)化效果越好。另外，晶粒細(xì)化不僅使材料的強(qiáng)度提高，而且能顯著改善材料塑韌性。 復(fù)合強(qiáng)化復(fù)合強(qiáng)化是指在鎂合金中添加碳纖維、SiC顆粒、Al2O3短纖維等增強(qiáng)相，以改善基體力學(xué)性能。 鎂基復(fù)合材料制備方法鎂基復(fù)合材料的制備方法有粉末冶金法、攪拌鑄造法、熔體浸滲法、噴射沉積法及原位反應(yīng)自生法等多種[22]。粉末冶金法制備復(fù)合材料的優(yōu)點(diǎn)在于合金成分體積分?jǐn)?shù)可任意配比而且分布均勻，制備過程是在合金兩相區(qū)進(jìn)行燒結(jié)，很大程度上能夠避免由于高溫產(chǎn)生的氧化等問題。任富忠[24]等人利用粉末冶金法制備了炭纖維/Mg復(fù)合材料，研究了炭纖維/Mg界面對(duì)其力學(xué)性能的影響。張洋[25]等人利用粉末冶金法制備了AZ91鎂合金，研究了其組織及熱性能，選用純Mg、Al、Zn粉為原料，采用濕混球磨法制備成AZ91合金粉末，試樣制備壓力為2MPa，燒結(jié)溫度為600℃、610℃、620℃，研究結(jié)果表明，鎂合金基體組織由αMg固溶體和βMg17Al12相兩相組成，最佳燒結(jié)溫度為610℃，%。 攪拌鑄造法攪拌鑄造法一般是在保護(hù)氣氛下進(jìn)行熔煉，之后將增強(qiáng)相加入熔漿中并進(jìn)行攪拌。Jie Lan[28]等人在鑄造過程中引入了超聲分散，增強(qiáng)相得到較好的分布狀態(tài)，并且具有去氣、防止偏聚等作用，所制得的復(fù)合材料的硬度與基體相比提高了75%。Mingyi Zheng[29]等人通過壓力浸滲法成功制備了硼酸鋁晶須增強(qiáng)AZ9l復(fù)合材料，該材料有著良好的力學(xué)性能。Hallstech[31]采用負(fù)壓浸透法制備了A1203短纖維增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料。. Ho等[33]利用噴射沉積和熱擠壓的工藝制備了銅顆粒增強(qiáng)AZ91復(fù)合材料，在塑性沒有明顯下降的前提下，使得各項(xiàng)力學(xué)性能均有明顯提高。 原位反應(yīng)自生法原位反應(yīng)自生法是通過在金屬基體中加入合金元素或化合物，在制備復(fù)合材料的過程中使其在基體內(nèi)發(fā)生反應(yīng)，形成一種或幾中增強(qiáng)相，從而得到復(fù)合材料的一種制備方法。Q. Dong[35]等人利用原位反應(yīng)自生法制備了TiC顆粒/Mg基復(fù)合材料。 鎂基復(fù)合材料合金元素及增強(qiáng)相 復(fù)合材料合金元素 Al元素 MgAl合金是目前應(yīng)用最廣泛的鎂合金，Al是鎂合金中最主