AZ91D鎂合金激光沖擊納米化強(qiáng)化機(jī)理及其性能研究.pdf

1、激光沖擊表層納米化作為激光沖擊強(qiáng)化技術(shù)的一種延伸，是激光沖擊研究的新領(lǐng)域。它提高了金屬材料表層的綜合機(jī)械性能，特別是金屬的強(qiáng)度、微觀硬度和抗腐蝕能力等性能。金屬的綜合機(jī)械性能和微觀組織結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系十分緊密。所以，對(duì)金屬的綜合機(jī)械性能在激光沖擊強(qiáng)化后的改變以及微觀結(jié)構(gòu)變化趨勢，以及激光沖擊納米化的形成機(jī)制的研究是非常必要的。本文以AZ91D鎂合金作為研究對(duì)象，分析并研究了激光沖擊納米化對(duì)AZ91D鎂合金的綜合機(jī)械性能和表面形貌的影響，表

2、面納米化的形成過程和形成機(jī)制以及AZ91D鎂合金的熱穩(wěn)定性能和抗腐蝕性能，主要研究成果如下：
　?。?）研究了激光沖擊強(qiáng)化，分析了其中的影響因素，并且闡述了晶粒納米化和晶界、位錯(cuò)的關(guān)系；驗(yàn)證了表面納米化在激光沖擊下的可行性，獲得了激光沖擊AZ91D鎂合金的合理工藝參數(shù)。
　　（2）分析激光沖擊納米化條件下AZ91D鎂合金的表面形貌、粗糙度和顯微硬度，并觀察了表面的微觀組織，總結(jié)獲得AZ91D鎂合金表面納米化的形成。
　

3、?。?）闡述了激光沖擊AZ91D鎂合金表面納米化的機(jī)理：激光沖擊促使位錯(cuò)在組織內(nèi)的滑移造成了位錯(cuò)之間的互相纏結(jié)，導(dǎo)致應(yīng)力集中，從而產(chǎn)生了組織內(nèi)部的機(jī)械孿生；材料發(fā)生細(xì)化的晶粒內(nèi)部，形成了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的位錯(cuò)胞和大小不一的位錯(cuò)纏結(jié)；位錯(cuò)纏結(jié)進(jìn)一步向小角度、取向隨機(jī)的亞晶界變化，粗大晶粒由此被分化為細(xì)小的亞晶粒：在連續(xù)吸附位錯(cuò)的基礎(chǔ)上亞晶界開始向大角度的晶界轉(zhuǎn)化，納米晶也隨著形成。分析并獲得微觀演變與宏觀性能之間的關(guān)系，結(jié)果表明宏觀硬度的變化是由

4、位錯(cuò)的密度變化和晶粒結(jié)構(gòu)變化引起的。
　?。?）研究表明了AZ91D鎂合金表層納米晶在300℃之前表現(xiàn)出良好的熱穩(wěn)定性能。納米晶的本征結(jié)構(gòu)、合金元素和成分組成、冷作硬化率及晶體缺陷這四大因素使得鎂合金在激光沖擊后保持良好的熱穩(wěn)定性能。
　　（5）探究了AZ91D鎂合金表層納米晶在3.5％NaCl電解質(zhì)中的抗腐蝕性能。從宏觀和微觀形貌方面證明了納米化后的AZ91D鎂合金的抗腐蝕能力獲得提升，并從理論上分析了抗腐蝕能力的提高原因