开题报告范文

PAGE毕业论文开题报告学院、系：材料科学与工程学院、材料加工工程系专业金属材料工程学生姓名：学号：08论文题目：变形程度对ZK60镁合金微观组织的影响起迄日期:2012年2月13日~2012年6月15日指导教师:系主任:发任务书日期:2012年2月13日

毕业论文开题报告1．结合毕业论文情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述：文献综述一、本课题研究的意义和背景镁合金是目前工业可应用的最轻的金属材料，具有高比强度、比刚度、优良的减震性、电磁屏蔽性和易回收等特点，被誉为是“2l世纪的绿色工程金属材料。ZK60是其中具有前途的变形镁合金之一[6]。由于其有较高的强度，良好的工艺塑性以及可热处理强化等优点使其成为高强高韧镁合金的研究热点之一[7]。镁合金作为最轻的商用工程结构材料，具有比强度高、铸造成型性好、阻尼吸震降噪性能优越、电阻屏蔽性能强、机加工表面装饰性能良好、易于回收等诸多优点，广泛应用予汽车电子和航空领域[14]。此间，应用最广泛的是Al为主要合金元素的镁合金，特别是用于铸造成型的AZ9l合金和用于变形用的AZ3l合金，然而这些合金的强度都不够高，在许多要求镁合金具有高强度的情况下难以得到广泛的应用[11]。因此，作为变形镁合金中强度最高的ZK60合金便开始崭露头角。我们这个课题的研究也就是为了了解ZK60镁合金的变形程度对其微观组织的影响，从根本上认知它，从而分析得到解决某些问题的解决办法，使这种镁合金能更好地为我们所利用。二、本课题国内外研究现状（一）国外对ZK60镁合金组织的研究现状由于ZK60合金是20世纪40年代末首次开发成功的，60年代后期进人工程应用领域，到现在为止已经研究几十年。目前，世界各国对ZK60的研究主要集中在塑性、超塑性和复合材料的研究方面。另外，由于目前尚无Mg-Zn-Zr三元合金相图，所以人们对其组织的研究只能依靠Mg-Zn、Mg-Zr、Zn-Zr二元合金相图进行分析[2]。因为Zn是ZK60合金的第一主加元素，所以人们对Mg-Zn相图和Mg-Zn二元合金做了大量的研究，希望从中得到启示。目前所得到的最为详实的Mg-Zn相图是由J．B．Clark，L．Zabfyr，Z．Moser3人在其他人的研究基础上使用热动态模型绘制的[1]。J．B．Clark等人还进一步指出，Mg-Zn二元合金中的亚稳相主要是在共晶体Mg7Zn3的分解和MgZn从α-Mg中的析出过程中形成的。Mg-Zn合金的时效硬化效果来源于与基体共格且垂直于基体的细而长的杆状MgZn相的强化。Mg，Zn，极易分解，只在约10℃的范围内稳定。L．Y．wei，G．L．Dunlop和H．Wwstengen等人研究了铸态Mg-9Zn合金的显微组织[4]。从所得到的光学照片中可以看出晶体内部干净，在晶界和枝晶边界有大量块状物分布。选区电子衍射分析表明该块状物主要是Mg7Zn3(Mg5lZn20)。研究还表明Mg7Zn3(Mg51Zn20)在325-317℃之间要发生分解，分解产物为薄片状的MgZn相，颗粒状的MgZn2相和α-Mg中的析出过程中形成的。D．Y．Maeng，T．S．Kim等人对快速凝固(R/S)和挤压态的Mg-3Zn合金和Mg-6Zn合金进行了研究[3]。光学显微观察表明，Mg一6Zn合金较Mg一3Zn合金晶界区域有所增加；结合扫描电镜和光学显微分析，认为重金属Zn主要分布在Mg晶粒的边界上，富Zn相的形成主要是因为Zn在固液两相中溶解度不同，从而离异至晶界上[5]。（二）对ZK60镁合金组织的研究现状北京航空材料研究所的张少卿等人对ZK60合金的相组成和微观形态做了较全面的研究。研究使用了苦味酸和硝酸分别显示了铸态ZK60合金的金相形貌[8]。铸态合金由粗大的等轴晶粒组成，每个晶粒可以分为3个区域，对试样表面进行电子探针成分分析得出在核心区和核周区压的浓度高，中心还有压质点存在，在非核区压的含量很低。与Zr的分布规律有所不同，压在核周区的浓度高于核心区，在非核区Zn的浓度也很低。用电子衍射测定漂移沉淀物，铸态样品中为ZnZr2，挤压样品中ZnZr2和ZrH2。关于ZrH：作者认为是由于加热时合金的Zr元素与氢结合而形成的[10]。Mg-Zn二元合金的研究为ZK60合金的研究提供了有利的依据，但却不能简单地将Mg-Zn二元合金的情况应用于ZK60合金的研究[19]。再者，Mg-Zn二元合金的研究和ZK60合金的研究本身也存在很多争议[12]。这主要表现在：1)铸态情况下，晶界富Zn相是MgZn2相，Mg7Zn3(Mg51Zn20)还是MgZn相？对此目前仍然没有定论。2)时效硬化效果是如何引起的，是细而长的杆状Mg-Zn相还是由GP区发展而来的MgZn相引起的？3)Zr的加人，除了细化晶粒之外对合金相有何影响也不清楚[9]。基于以上原因弄清楚铸态ZK60合金晶界富Zn相的类型以及Zr对Mg-Zn二元合金系的影响将对ZK60合金的合金相控制以及成分优化有非常重要的意义[13]。三、本课题相关理论综述目前，ZK60变形镁合金铸锭多采用半连续铸造生产，在铸造过程中，由于非平衡结晶在铸造组织中形成了大量的非平衡共晶，会在合金中产生严重的枝晶偏析和区域偏析[16]。麻彦龙等研究表明在铸态ZK60合金中存在大量的沿晶界和枝晶边界断续分布的粗大共晶产物，其主要成分为α-Mg和不规则形状的MgZn相。Shahzad等的研究也表明Mg-Zn-zr铸态合金中容易在晶界附近形成非平衡共晶相，主要是一些富Zn相和Zn-Zr相[15]。另外基体中主要合金元素处于过饱和状态，在快速冷却过程中，在铸锭内部形成很强的内应力。这种非平衡组织使得合金的塑性加工性能变差，产品的强韧性降低，并增加了各向异性和腐蚀敏感性。因此在塑性加工前，铸态ZK60合金必须经过均匀化退火，以消除枝晶偏析，使得非平衡共晶溶解，降低内应力，从而改善铸锭化学成分和组织的不均匀性，提高合金的热变形能力[17]。参考文献[1]LUOA．Magnesium：Currentandpotentialautomotiveapplications．JOMJoumaloftheMinemls．MetalsandMaterial8Society，2002，54(2)：42—48．[2]MORDIKEBL，EBERTT．Magnesium：Properties．applicationB-potential．MaterialsscienceandEngineeringA，200l，302(1)：37—45．[3]VANFLETERENR．Magnesiumforautomotiveapplications．AdvancedMaterialsandProcesses，1996，149(5)：33—34．[4]ShahzadM，WagnerL．MicrostnlcturedevelopmentduringextrusioninawrdughtMg-Zn-Zralloy．ScriptaMaterialia，2009，60(7)：536—538．[5]ShewmanPG．Diffusioninsolids．NewYork：McGraw．Hill．1963．[6]刘晓艳，潘清林，何运斌，李文斌，梁文杰，尹志民．Al-Cu-Mg-Ag合金热压缩变形的流变应力行为和显微组织．中国有色金属学报，2009，19(2)[7]麻彦龙，潘复生，左汝林．高强度变形镁合金ZK60的研究现状．重庆大学学报(自然科学版)，2004，27(9)[8]彭建，张丁非，杨椿楣，等．ZK60镁合金铸坯均匀化退火研究．材料T程，2004，(8)：32—35．[9]许道奎，彭林，刘路，等．热处理条件对锻造ZK60镁合金力学性能的影响．材料研究学报，2005，19(6)：573—580[10]覃银江，潘清林，何运斌。等．ZK60镁合金热压缩变形流变应力行为与预测．金属学报，2009，45(7)：887—891[11]毛建军，潘复生，陈先华，等．ZK60镁合金的热压缩变形行为．材料导报，2010，24(4)：58—62[12]王斌，易丹青，方西亚。等．ZK60及ZK60(0.9Y)镁合金高温变形行为的热模拟研究．稀有金属材料与工程，2010，39(1)：106一111[13]麻彦龙，左汝林。汤爱涛，等．ZK60镁合金铸态显微组织分析．重庆大学学报(自然科学版)，2004，27(8)：52—56[14]何运斌，潘清林，刘晓艳，李文斌．ZK60镁合金均匀化过程中的组织演变．航空材料学报，2011[15]何运斌，潘清林，覃银江，刘晓艳，李文斌．ZK60镁合金热变形过程中的动态再结晶动力学．中国有色金属报，2011，21(6)[16]麻彦龙，左汝林，汤爱涛，张静，潘复生．时效ZK60镁合金中的合金相探索．重庆大学学报，2004，27(12)[17]王敬丰，高珊，汤爱涛，丁培道，潘复生．热处理对ZK60镁合金力学和阻尼性能的影响．稀有金属材料和功能，2009，