2022年毕设开题报告 2.pdf

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1、本 科 毕 业 设 计 开 题 报 告题目镁铝合金磨损性能研究学生姓名方予辰学号0714054052所在院(系)材料科学与工程学院专业班级材料成型与控制工程0702 班指导教师王永善2011 年 3 月 15 日名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 5 页 - - - - - - - - - 1 题目镁铝合金磨损性能研究1、 研究的目的及意义1.1 研究的目的近年来 ,随着对环保等方面要求的提高,镁合金以其密度小、比强度高、比刚度高、减振性好、耐电磁屏蔽和易回收

2、等特点从众多金属材料中脱颖而出,广泛应用于航空、航天、 电子和汽车等行业,成为目前材料领域研究及应用的热点。尽管镁合金的研究领域正在不断拓展,但有关镁合金材料摩擦磨损行为的报道并不多见由于镁合金零部件工作时要和其他材料发生接触,在材料加工、成形和装配过程中,磨损也是重要的考虑因素,因此 ,研究镁合金的摩擦磨损是很有必要的。1.2 研究的意义汽车工业已成为镁合金应用增长的主要驱动力。由于汽车尾气排放量占了大气污染总量的65%,世界石油储量到2013 年将用完一半,而汽车重量是影响能源消耗的重要因素。汽车质量每降低100kg,每百公里油耗可减少0.7L,汽车自重每降低10%,燃油效率可以提高5.5

3、%,故发达国家不断加强对汽车等交通工具能源消耗、废气污染和噪音的限制,促使汽车制造厂重视汽车轻量化发展。镁合金具有在体积相同时比铝合金轻36%,比锌合金轻73%、比钢轻77%的特点 ,具有很大的减重潜力,已成为汽车材料的必然选择,其开发应用已受到了各国的重视。金属镁及其镁合金是迄今在工程中应用的最轻的结构材料。其中镁合金AS42 是目前商业化应用最广泛的变形镁合金,由于其具有优良的延展性和较高的比强度等优点,已被挤压成管、棒、型材,加工成锻件 , 轧制成板材 ,广泛应用于汽车、电子、印刷等行业。由于有些零部件在工作时要和其他材料发生接触产生磨损 ,同时在材料的加工、成型和装配过程中磨损也是必要

4、的考虑因素。2、 研究现状和发展趋势2.1 研究现状镁合金自20 世纪 30 年代就开始在汽车上应用, 迄今已有 70 多年的历史。 1936 年德国大众汽车公司开始用压铸镁合金生产“甲壳虫”汽车发动机传动系统零部件,1946 年达到单车镁合金用量18 kg,而到1980 年 , 大众公司累计生产了1 900 万辆“甲壳虫”汽车, 共用镁合金38 万 t, 创批量生产的最高记录, 只是由于后来镁的价格波动才暂时停止了使用。目前镁合金在汽车上的应用状况是, 每辆车在0.517 kg之间变化 , 平均使用量是每辆车3 kg 。德国大众汽车公司帕萨特车目前用镁量为14 kg,不久将增至3050 kg

5、 。美国通用和福特汽车公司预计在今后的20 年内每辆车的镁合金用量将从目前的 3 kg 提高到 100 kg 。从 20 世纪 90 年代开始 , 欧美、日本、韩国的汽车商逐渐开始把镁合金用于许多汽车零件上。目前 , 应用的镁合金汽车压铸件已超过60 余件 , 镁合金在汽车上的用量正在以年均20% 的速度上升, 欧美的汽车用镁合金压铸件正在以年均25% 的速度增加。世界各大汽车公司都已把采用镁合金零部件的多少作为衡量其汽车产品技术是否领先的标志。世界两大汽车组织美国汽车研究委员会和欧美汽车研究委员会竞相进行镁合金的研究与开发, 并力图创建一个全球性的竞争机制, 以促进镁合金构件的开发。美国汽车

6、研究委员会的研究重点是中高强度的汽车延性底盘结构件, 欧美汽车研究委员会的目标是为大型镁合金构件特别是要求强度高、塑性好、抗腐蚀性能较强的汽车底部和外部零件开发合适的生产技术。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 5 页 - - - - - - - - - 2 目前 , 从镁合金零部件的应用场合看, 耐热和高强高韧是车用镁合金的两大基本性能要求。与铝合金相比, 商用镁合金的牌号及种类要少得多, 尤其缺少高性能低成本的高韧镁合金, 因此当前的研究主要集中在高韧镁合

7、金上。2.2 发展趋势镁合金是一种新兴的轻合金结构材料，具有密度低、比强度和比刚度高、导热导电性好、机加工性能优良、阻尼减震性好、易回收等优点，被广泛应用于航空、航天、汽车、计算机、通讯和家电等行业。有限元分析方法是目前比较流行的工程问题分析方法之一，将现有的有限元分析技术应用于金属等温或等速挤压过程。金属镁及其合金是目前可应用的最轻的金属结构材料，它具有密度低、比强度和比刚度高、比弹性模量高、阻尼减振性能优异、导热性好、电磁屏蔽效果佳、机加工性能优良、零件尺寸稳定、易回收等优点，在航天、航空、汽车、计算机、通信和家电等行业已有多年的应用历史。尽管如此，由于受材料制备、加工技术、抗腐蚀性能以及

8、价格等因素的制约，镁合金的应用量远远落后于钢铁和铝合金。镁合金制品镁合金是以镁为基加入其他元素组成的合金。其特点是：密度小（1.8g/cm3 镁合金左右），比强度高，弹性模量大，消震性好，承受冲击载荷能力比铝合金大，耐有机物和碱的腐蚀性能好。主要合金元素有铝、锌、锰、铈、钍以及少量锆或镉等。目前使用最广的是镁铝合金，其次是镁锰合金和镁锌锆合金。主要用于航空、航天、运输、化工、火箭等工业部门。在实用金属中是最轻的金属 , 镁的比重大约是铝的2/3 ，是铁的 1/4 。它是实用金属中的最轻的金属, 高强度、高刚性。应用范围 : 镁合金广泛用于携带式的器械和汽车行业中，达到轻量化的目的。目前，镁合金

9、在轿车上的主要应用形式是铸件和压铸件。随着人们节约能源及环保意识的增强，现代汽车工业正朝着燃料效率型的轻型汽车方向发展，从而迫使汽车制造商竞相开发镁合金汽车零件以减轻车重。镁合金在降低轿车重量上，无论从短期，还是长期来看都具备开发的潜力及竞争力。预计，全世界对汽车用镁合金的需求量每年将递增20以上。我国在变形镁合金的研制和开发领域仍处于起步阶段，商业化的变形镁合金产品很少。但是，从20 世纪 40 年代开始，变形镁合金已经开始应用于汽车、航空航天、国防军工等领域，进入20 世纪 90 年代开始，变形镁合金产品开始用于交通车辆、3C领域以及其他民用产品领域。3 解决的主要问题及解决问题的思路与方

10、法、技术路线3.1 研究内容AS42镁合金的摩擦磨损研究3.2 实验方案（1）实验仪器， MG-2000型磨损试验机，KQ-50B型超声波清洗器，FA1204B电子秤（2） 加工压铸件，镁合金压铸件经铣削加工成尺寸为6mm 12mm的条形试样，对摩偶件的材料为 45 钢,40mm 10mm,硬度为 HRC22 。（3） 实验条件，实验条件为干摩擦，环境温度为13左右。（4） 进行摩擦实验， 滑动速度设定为0628m/s, 磨损时间为20min, 载荷分别为20N、50N、100N、150N、200N 和 250N。在研究磨损时间对铸镁合金和挤压态镁合金磨损性能的影响时, 载荷设定为150N,滑

11、动速度为0. 628m/s,磨损时间分别为10min、20min、30min、60min 和 90min。（5 ）磨损后实验，试样在摩擦磨损前后均用丙酮清洗, 用 KQ-50B型超声波清洗器清洗后冷却至室温待用。（6 ）称量，用FA1204B电子秤分析天平测量试样磨损前后的质量, 并计算出试样质损失。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 5 页 - - - - - - - - - 3 4、参考文献【 1】Lee S W，Yeh J W ，Liao Y SPrem

12、ium 7075 Aluminium alloys produced by reciprocating extrusionJ Advanced engineering materials ，2004，6(12)：936-943【 2】Seidman D N ，Marquis E A ，Dunand D C Precipitation strengthening at ambient and elevated temperatures of heat-treatable Al(Sc) alloysJ Acta Materialia ，2002，50：4021-40355、毕业设计进程安排周 次月

13、 / 日任务第 1 周 2.212.27 发放毕设任务书，布置任务；讲授有关知识及要求第 2 周 2.283.4 查阅相关资料，确定毕设方案第 3 周 3.7 3.11 翻译外文资料文献；撰写开题报告初稿并上交审查第 4 周 3.143 .18 完成开题报告；开题答辩第 5-13 周 3.213.25 进行毕业设计的实验部分第 14 周 5.235.27 撰写毕业论文初稿第 15 周 5.306.3 完成毕业论文第 16 周 6.6 6.10 准备毕业答辩6、指导教师意见6.1 对开题报告的评语6.2 对开题报告的意见及建议指导教师（签名） ：年月日名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 5 页 - - - - - - - - - 4 所在院（系）审查意见：负责人签字 ( 盖公章 ) 年月日名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 5 页 - - - - - - - - -