文档分类：
在线文档经过高度压缩，下载原文更清晰。
淘豆网网友近日为您收集整理了关于硕士论文--镁合金软接触电磁连铸研究与工业化试验的文档，希望对您的工作和学习有所帮助。以下是文档介绍：硕士论文--镁合金软接触电磁连铸研究与工业化试验 上海大学硕士学位论文摘要随着科学技术和工业生产的发展,对高性能金属及合金的需求更加迫切。镁合金在物理和机械等方面所具有的独特性能,使其在航空、航天、汽车、计算机、电子、通讯和家电等行业等领域都非常具有吸引力,日趋成为冶金和材料界的研究、开发的热点。但镁合金的密排六方的晶体结构决定了其塑性变形能力较差,在铸造、挤压等热加工过程中易开裂,形成缺陷或导致废品。如何提高镁合金的成型和塑性加工性能,是镁合金及其制备技术急需解决的关键问题之一。电磁连续铸造是电磁流体力学与冶金工程相结合的先进材料加工技术,具有铸锭表面光滑、力学性能好及生产效率高等优点。本文针对软接触电磁连铸AZ31镁合金圆锭的成型工艺和材料性能与维恩克(临沂)材料技术有限公司进行了工业性实验研究。文中在对镁合金电磁连铸的工业实验、检测、缺陷分析的基础上,确定了@162mm的AZ31镁合金铸坯在软接触电磁连铸中较合适的工艺参数:浇注温度720℃,冷却水压O.35MPa,铸锭拉坯速度为9em/min,电磁场频率2.5kHz,电源表观直流电流40A.50A,结晶器中镁液液面控制在感应线圈(来源：淘豆网[/p-3021428.html])上沿处。试验中用二氧化碳和六***化硫混合气体保护液面,防止氧化。本文通过与普通连续铸造的铸锭进行对比,对电磁铸造镁合金圆锭的显微组织、力学性能和抗腐蚀性能进行了分析。结果表明:电磁连铸中,电磁力将液面向上推起,形成凸起的弯月面,从而减小镁液与结晶器内壁的接触面积,降低了铸坯表层的散热热流强度和温度梯度,使镁合金连续铸造的初期凝固过程得以改善,表现为铸坯表层柱状晶区域的厚度大幅度减小,等轴晶区面积扩大。同时,电磁力降低了镁液与结晶器内壁的接触压力,从而降低了拉坯时初凝壳与结晶器的摩擦力,可望改善铸锭表面质量。再者,电磁连铸所附带的电磁搅拌效应使镁合金的内部组织致密、均匀,机械性能(特别是延伸率所代表的塑性性能)大大提高。在本文试验中,当电源表观直流电流在40-50A时,所得的电磁连铸镁合金铸坯组织最为细小、均匀,横断面上的树枝晶破碎,达到近全等轴晶组织。同时,其机械性能试验的结果则显示,电磁连铸坯的力学性能(尤其是塑性变形能力)显著提高,常温下的抗拉强度、屈服强度和伸长率较普通连铸时分别提高17%(来源：淘豆网[/p-3021428.html]),50%和81%。再者,由扫描电镜得到的试样断口形貌分析显示,其断裂上海大学硕士学位论文形式由普通连铸坯的平面型转变为韧窝型,出现了韧性断裂的特征。另外,对铸坯中溶质元素的化学分析结果也得出电磁连铸坯的成分偏析现象明显改善的结论。以Zn、Mn元素为例,其平均偏析度分别比普通连铸下降73%和67%。最后,在电磁连铸镁坯锭的抗腐蚀性能方面,盐雾腐蚀试验的结果表明,其腐蚀速率较普通连铸的ZA31镁坯锭下降29%。关键词:镁合金,连铸,电磁连铸,凝固,组织,性能。Ⅱ圭堡查兰堡主兰垡丝茎AbstractWith the rapid developments oftechnology and industry,the requirement ofhighperformance metals and alloys is ing more and more urgent.Magnesium alloyare qualified as ideal materials for lightweight constr(来源：淘豆网[/p-3021428.html])uctions,in which it offers theparticular merits in physical and mechanical.Magnesium alloys are deemed as oEte ofthe most potential materials,and have received more and more attentions.Thereforemagnesium alloys are rapidly applied toaviation,spaceflight,puter,electron munication,and increasingly e focus of metallurgy andmaterial domain.But its close-packed hexagonal crystal structure made it had poorplastic deformation ability,dehiscence always card(来源：淘豆网[/p-3021428.html])ed out during hot-processingprocesses such as casting,extrusion.Therefore how to dlh&nce its molding,shapingandplasticprocessingcapabilitybecameoneofthekeyquestionsinmagnesiumalloypreparation.ic continuous casting(EMC)is a new material processing method,bined ohydrodynamics(MHD)with the metallurgical engineering.The outstanding merits of EMC lie in producing billets and/or ingots with smoothsurface,good mechanical properties and high production (来源：淘豆网[/p-3021428.html])efficiency.In this paper,theexperimental studies in the industrial scale with Linyi Winca Group Co.have beencarried out on the casting processes and the technical parameters of soft.contactedEMCforthebilletsofmagnesium alloyAZ31.Afterindustrial experimentonEMCofthe billets of 9162mm and flaw analysis,proper technical parameters have beenobtained,such as the pouring temperature of molten magnesium to be 720‘C;thepressure of cooling water to be 0.35MP(来源：淘豆网[/p-3021428.html])a;the steady casting speed to be 9era/theparameters ofpower source to be 2.5kHz and D.C.40.50A etc.:the liquid surface ofmagnesium in the mould to be the upper level of the inductor.And the protectmggases of both C02 and SF6 have been jetting on the surface of molten magnesiumalloy in the mollld.Microstructure,mechanical properties and salt spray corrosion resistance of theHI上海大学硕士学位论文EMC billets pared with the billets cast by the traditional d(来源：淘豆网[/p-3021428.html])irect-chill method.The results of above experiments are shown that the shape of melt surfac宅raised ic force can reduce the contact area between the liquid metal and themold wall,form which the heat flux density from molten magnesium to mold and thetemperature伊adient in the billet tnll'faoe can be decreased,SO that the EMC canimprove the initial solidification processes of the billet and result in the expandedequiaxed grain zone.In the same time,(来源：淘豆网[/p-3021428.html])EMC can also reduce the pressure and frictionforce between the billet and the mold,which results in the improved surface quality.ic stirring also homogenizes the mierostructale and refines the coarsegrain zones of the billet,which results in the mechanical properties are greatlyimproved especially,e.昏the optimum distribution of ic induction intensity isobtained with the apparent direct current ofthe power source to be 40—50九in whichthe grain size is(来源：淘豆网[/p-3021428.html]) fine and uniform,the dendrite crystal are fragmentized,and themechanical properties of the billet are impmved.In this paper,the mechanicalproperties of the billets cast by EMC are improved pare with that onesof billets cast traditionally,in which the tensile strength,the yield strength and thepercentage elongation c锄be increased about 17%50%and 81%respectively.Thephotos of SEM are shown that the fiactography of the billet east by EMC appearsdimples(来源：淘豆网[/p-3021428.html]).Also the billets cast by EMC ale benefit for the improvement of themacro-segregation,in which the average segregation ratios of elements Zn and Mnhave been reduced by 73%and 67%respectively.In the 5allle time,the more uniformthe size of crystal grain and consecutive the formation ofreticular second—phase,themoge fine salt spray corrosion resistance ofbillets,so that the corrosion rate ofbilletscat by EMC can be decreased by 29%.Key Words:MCSSProperty.Ⅳ上海大学硕士学位论文第一章绪论1.1镁合金的发展历程人们对镁合金的认识与使用并不是一帆风顺的,而是经历了漫长的过程。1774年人们首次发现镁,并以希腊古城Magnesia命名t1】;1808年,Humphrey首先从***合金中分馏出***和镁;1852年,Buhsen第一次用电解法在***化镁中电解出镁【21。1886年镁合金才在德国开始工业化生产。1935年苏联的飞机设计大师制造了一架飞机,它的金属原材料中含有质量分数为80%的镁合金。1936年德国大众汽车公司开始使用压铸镁合金生产“甲壳虫”汽车发动机传动系统零部件,1946年“甲壳虫”单车使用镁合金用量达18公斤,至1980年累计生产1900万辆,总用量达38万吨【引。19世纪初全世界原镁的年产量只有lO吨,几乎都在德国。在两次世界大战中,特别是第二次世界大战中,镁的用量急剧增加,到1943年仅美国镁的产量就达到18.4万吨。这期间镁的主要用途是军事工业,大多数用于飞机上,典型的应用是发动机部件、机体和着陆轮。战后镁的主要用途由军事转为民用,镁的用量更多地受制于市场价格。美国在年间用热室压铸机生产地汽车用镁合金压铸件达到数百万件。图1.1使用镁板5555公斤的&36轰炸机镁合金压铸件最早出现在20世纪20年代中期的德国,到现在用镁压铸件来减轻汽车重量的努力至少已有80年的历史。在20世纪80年代,镁合金材料开发取得了长足进展。人们发现Fe、Ni、Cu等杂志元素,以及Fe与Mn的比例对镁合金耐蚀性的影响非常之大。为此,开发了高纯度的新一代的压铸镁合金AZ91D等。AZ91D比原来的AZ91A、AZ91B、AZ91C的耐蚀性提高了10倍以上海大学硕士学位论文上。在耐盐雾腐蚀能力方面,大多数压铸镁合金都已经超过了铝合金A380。近年来,对汽车轻量化和环保要求的不断提高以及能源日趋紧张激发了人们对镁合金的极大兴趣,对镁的需求的迅速增加极大刺激了镁工业的迅速发展,人们也逐步认识到应该加强镁在汽车、交通等民用领域的应用研究,必须改变过去那种强调以航空、航天工业作为镁工业持续发展动力源泉的思想。汽车行业对镁及其合金用量的提高是最大的拉动者,成为镁巨大应用的潜力市场。汽车的轻量化不论是节省能源,还是控制、减缓地球温室效应都是最有效和最直接的方法之一。1993年,在美国能源部的支持下,由底特律额的福特、通用和克来斯勒三大汽车集团联合制定了‘'PNGV”计划,为此,福特在P200工程中制定的减重目标是,将PNGV计划指定的这种车型的重量由原来1450Kg减至910Kg,也就是减重38%C41。“PNGV”计划使得美国今年来汽车工业已成为应用镁合金增长最快的行业。在欧洲,1996年德国推行的“MADICA”计划也极大地推动了镁在汽车上的应用15】。目前汽车上使用的镁合金主要用在制造壳体和框架上16】,基本上没有将它作为制造重要部件的结构材料来使用,主要原因是镁合金在室温下缺乏延展性。因此,目前的镁合金产品基本上使用金属型压铸或注塑成型方法制造。然而,镁合金铸件的力学性能不够理想,产品形状尺寸存在一定的局限性且容易产生组织缺陷,导致镁合金的使用性能和应用范围受到很大限制。与铸态材料相比,变形镁合金材料更具发展前途和潜力。通过变形可以生产尺寸多样的产品,并且通过材料的组织的控制和热处理工艺的应用,获得比铸造镁合金更高的强度,更好的延展性,更多样化的力学性能,从而满足更多结构件的需要。这样不仅可以应用到汽车中的受力部件,对于进一步扩大镁合金的用途和用量也是非常重要的。目前,交形镁合金的研究己成为世界镁工业发展中的主要方向,并已经取得了很多重要的成果,为镁合金的应用奠定了技术基础。另外,近年来镁的冶炼技术也得到了很大的进步,镁生产企业间的激烈竞争,促使镁的价格大幅下降(与铝价格相当),这也为今后镁合金的大规模工业应用提供了有利条件。经过大量科研工作者的努力,镁合金的缺陷在减轻、减少,各种性能在不断提高,为镁合金的广泛应用铺平了道路。人们也渐渐的体验到镁合金优良的天然属性,以及改良性能。目前镁合金的市场较小,若考虑到可能被替代的塑料基制品,则镁合金的相对增长似乎2上海大学硕士学位论文近于无限大。镁将成为未来空中运输及路上运输的结构材料。镁合金的2l世纪最有发展前景的金属之一的地位逐渐显现、巩固。面对国际、国内市场对镁合金产品巨大需求和竞争的压力,我国镁合金产业化面临着重大的发展机遇和严峻的挑战。在我国金属矿产资源当中,镁是为数不多的几种具有资源、生产和市场优势的资源之一。我国镁资源储量丰富,几乎占全世界总储量的一半以上,而且矿石品味高,十分容易开采和提炼。目前我国还是世界上的原镁生产大国,2004年总产量占全世界总产量的70%以上,几乎左右着世界原镁的价格,因此在与镁相关的产业链中,我们己经占据了十分有利的地位。我国变形镁合金材料的研制与开发,始于1960年代,在东北轻合金厂开始镁合金的生产,1970年代又在洛阳铜加工厂建立了镁扳生产车间。但是,国内直接使用镁合金的产品并不多,镁合金作为原料出口仍占主要方面,属典型资源出口型工业。在军工、航天、运输等领域应用的一些高性能镁合金板材仍需要进口,民用产品尚未进行大力开发。因此,利用我国丰富的镁资源和镁工业基础,尽快形成一批具有我国自主知识产权的高技术含量的先进变形镁合金及其加工技术,开发使用附加价值高的镁合金产品和加工方法,提高我国镁行业的国际竞争力,从资源优势向经济优势转化,具有非常迫切和十分重要的现实意义和战略意义[71。特别是开发可以在汽车工业领域中使用的高强度镁合金,不但具有很高的学术价值,也有巨大的社会效益和经济效益。镁合金产业是一项涉及面广、技术集成度高的大型系统工程。充分发挥铸造技术在镁合金产业化中的作用,是实现我国镁合金产业化跨跃式发展的必要条件。1.2镁的性质及镁合金的应用1.2.1镁的性质I‘一a——÷I图1.2镁的密排六方结构镁为元素周期表中IIA族碱土金属元素,相对原子量为24-31。镁为银白色金属,具有密排六方晶格,如图1.2所示,熔点为651。C,密度为1.751.859/era3,约为铝的64%,钢的23%,是目前工程应用中最轻的金属结构材料。镁合金具有较高的比强度、比刚度,阻尼减覆性好、电磁屏蔽效果佳、机加工性能优良、零件尺寸稳定、易回收等优剧&l,因3上海大学硕士学位论文此镁合金在航空、航天、汽车、计算机、电子、通讯和家电等行业、领域都非常具有吸引力。被誉为“21世纪绿色金属结构材料”。另外,镁在地球上的储量也丰富。镁是地球上蕴藏量排列第八的元素,在海水、菱镁矿石和白云矿中都含有镁。据估计,按照现在世界每年镁的使用量,单单死海的镁储量就可以供应至少22,000年[IO-1 1】。表1.1镁的物理和化学性质1.2.2镁合金的应用镁在金属中是电化学顺序最后的一个,因此还具有很高的化学活泼性。镁的室温塑性很差,纯镁单晶体的临界切应力只有(48—49)×105MPa,纯镁多晶体的强度和硬度也很低,因此都不能直接用做结构材料。纯镁的主要用途是配制镁合金及其他合金。镁合金是镁在工业中应用的主要形式,与其它金属和工程塑料相比,镁合金具有无可比拟的优点,主要表现在以下几个方面【12】:(1)镁合金密度为钢铁材料1/4,铝合金2/3,是最轻结构金属,能有效降低汽车、航天部件重量,节省能源。(2)镁合金比强度大,略低于比强度最高的纤维增强材料。(3)镁合金比刚度和铝合金、钢铁材料相仿,但远高于工程塑料。(4)镁合金阻尼性很好,吸收能量的能力很强,具有极佳的防震性能,可用于振动剧烈的场合,用在汽车上可增强汽车的安全性和舒适性。4上海大学硕士学位论文(5)镁合金热传导性好,是工程塑料300倍,可用于制造要求散热性能好的电子产品。(6)镁合金是非磁性材料,电磁屏蔽性能很好,抗电磁波干扰能力强,可用于手机等通讯产品。(7)镁合金机加工性很好,外观美丽,质感好,可做笔记本电脑,照相机等部件的外壳。(8)镁合金尺寸稳定,收缩率很小,不易因环境的改变而改变(相对于工程塑料)。电子信息行业由于数字化技术的发展,市场对电子及通信产品的高度集成化、轻薄化、微型化和符合环保的要求越来越高。工程塑料曾作为这些产品的主要材料,但其性能终究无法同金属相比。例如,镁合金具有优异的薄壁铸造性能,其压铸件的最小壁厚可达O.5mm,并保持一定的强度、刚度和抗撞能力,这非常有利于产品超薄超轻和微型化的要求。这是工程塑料,甚至铝合金所无法达到的,在产品薄壁、微型和抗摔撞的要求下,加上电磁屏蔽、散热和环保方面的考虑,镁合金成为电子通信产品生产厂家的最佳选择。图1.3镁合金在笔记本中的应用另外,镁合金外壳可使产品更豪华、更美观,这也是工程塑料所无法比拟的。近几年电子信息行业镁合金的消耗量急剧增加,成为镁合金应用的一个引入注目的发展方向。将镁合金用于3c类产品的前景令世界上很多国家瞩目,但亚洲国家和地区中的日本和台湾地区由于在镁合金薄壁压铸件技术方面的率先成功,使他们成为先行者。今年在日本和台湾地区,镁合金压铸件的壁厚已经可以做到1-0.5mm,镁合金被用来制作电子、电脑和通信工具的可携式壳体材料。实际上,日本SONY公司早在1996年就开始用镁合金制作手提式摄录机机壳,TOSHIBA公司则将镁合金用于笔记本电脑外壳。1998年以后,受家电回收法规的限制,镁合金在电5上海大学硕士学位论文子、电脑和通信产品上的用量明显增加,特别是镁合金笔记本电脑壳体(如图1.3所示)曾一度处于供不应求状态。2000年,全世界笔记本电脑的年销量大约是2 500万件,其中的20%.30%,即6-9万件的外壳是用镁合金制成的。镁合金所具有的商散热性、电磁屏蔽性等物理性能及高强度、美丽光泽和可回收性,加上轻质和优异的压铸性能镁合金部件具有“轻”、“薄”、“短”、“小”等特点,使得镁合金成为手机外壳最佳选择(如图1.4所示)。目前,除爱立信最早在手机市场推出采用镁合金机壳的T28外,包括阿尔卡特、飞利浦、松下NEC与京瓷(Kyocera)等厂商,都将陆续推出使用镁合金机壳的手机镁在20℃时的密度只有1.7389/cm3,比铝、锌、铁的密度分别低36%,73%和78%,因此镁合金是目前广泛应用的工程材料中重量最轻,也是比强度最高的图1.4镌合金手机外壳金属材料。作为轻质合金,镁基合金广泛地应用在一些对重量特别敏感的手提工具、体育器材、交通工具中.对于交通工具,镁合金由于密度低当与其他金属制品的体积相同时,其重量减轻,制品所用的材料也随之减少。此外,由于镁合金零件本身重量轻,对与之连接零件产生的负重载荷降低,这些零件的承载截面尺寸就可以相应减小,其重量也可以相应减轻,由此再对其他更多的相关件产生影响,这种关联效应,使得整个系统的重量减轻。正因为如此,镁合金倍受交通工具设计者的青睐。汽车使用的镁合金压铸件已扩展到阀壳、齿轮箱、车轮,前灯支承托架、离合器壳体、变速箱,制动/离合器踏板托架、驾驶杆零件等几十种零件(如图1.5所示)。与当前用途最广的轻金属铝合金相比,镁合金不但轻,而且抵抗振动和降低噪声能力也非常高。由于镁合金的减震特性,因而被用于制造既要求重量轻,又要求减震的零件和工具。专家预测,未来汽车安装安全气囊后,镁合金将成为转向盘骨架及整个转向系统的最理想材剃131。6播放器加载中，请稍候...
该用户其他文档
下载所得到的文件列表硕士论文--镁合金软接触电磁连铸研究与工业化试验.pdf
文档介绍：
硕士论文--镁合金软接触电磁连铸研究与工业化试验 上海大学硕士学位论文摘要随着科学技术和工业生产的发展,对高性能金属及合金的需求更加迫切。镁合金在物理和机械等方面所具有的独特性能,使其在航空、航天、汽车、计算机、电子、通讯和家电等行业等领域都非常具有吸引力,日趋成为冶金和材料界的研究、开发的热点。但镁合金...
内容来自淘豆网转载请标明出处.新型金属材料镁合金的发展前景分析
扫扫二维码，随身浏览文档
手机或平板扫扫即可继续访问
新型金属材料镁合金的发展前景分析
举报该文档为侵权文档。
举报该文档含有违规或不良信息。
反馈该文档无法正常浏览。
举报该文档为重复文档。
推荐理由：
将文档分享至：
分享完整地址
文档地址：
粘贴到BBS或博客
flash地址：
支持嵌入FLASH地址的网站使用
html代码：
&embed src='/DocinViewer--144.swf' width='100%' height='600' type=application/x-shockwave-flash ALLOWFULLSCREEN='true' ALLOWSCRIPTACCESS='always'&&/embed&
450px*300px480px*400px650px*490px
支持嵌入HTML代码的网站使用
您的内容已经提交成功
您所提交的内容需要审核后才能发布，请您等待！
3秒自动关闭窗口 上传我的文档
 下载
 收藏
本人资料一部分是自己原创，一部分来源于网络，若您发现侵犯您个人权利的，请留言联系我，我立马删除。
 下载此文档
正在努力加载中...
等径角轧制AM60镁合金板材的显微组织与力学性能
下载积分：1500
内容提示：等径角轧制AM60镁合金板材的显微组织与力学性能
文档格式：PDF|
浏览次数：0|
上传日期： 09:13:23|
文档星级：
该用户还上传了这些文档
等径角轧制AM60镁合金板材的显微组织与力学性能
官方公共微信 上传我的文档
 下载
 收藏
该文档贡献者很忙，什么也没留下。
 下载此文档
正在努力加载中...
镁合金电磁悬浮连续铸造过程数值模拟_(精品论文)
下载积分：1300
内容提示：镁合金电磁悬浮连续铸造过程数值模拟_(精品论文)
文档格式：PDF|
浏览次数：0|
上传日期： 14:50:55|
文档星级：
该用户还上传了这些文档
镁合金电磁悬浮连续铸造过程数值模拟_(精品论文)
官方公共微信