【摘要】：鑄態(tài)Mg-Al合金的晶粒粗大、力學(xué)性能較差,不利于其工業(yè)應(yīng)用。合金化是細(xì)化Mg-Al合金晶粒的有效方法。研究發(fā)現(xiàn),稀土元素Nd的添加能明顯細(xì)化Mg-Al合金的組織和提高其力學(xué)性能,但是對于其Al-Nd化合物在鎂合金當(dāng)中的影響沒有做系統(tǒng)研究。因此,本文通過在Mg-Al合金中添加稀土元素Nd,研究鎂合金原位生成的Al-Nd化合物對Mg-Al合金顯微組織和力學(xué)性能的影響,并分析晶粒細(xì)化機(jī)理。對比研究Al-Nd化合物細(xì)化的鎂合金與Zr細(xì)化的鎂合金之間的晶粒熱穩(wěn)定性和高溫性能。制備擠壓態(tài)Mg-Al-Nd中間合金,并研究其對AZ31合金顯微組織的影響。實驗結(jié)果表明:單一添加Nd元素可以細(xì)化鑄態(tài)純鎂的晶粒,這是因為在凝固過程中Nd元素產(chǎn)生的溶質(zhì)效應(yīng)。而在Mg-Al合金中復(fù)合添加Al、Nd元素也可以細(xì)化鑄態(tài)合金的晶粒,此時細(xì)化機(jī)理為Al_2Nd化合物的異質(zhì)形核作用,但其細(xì)化效果與這兩種元素的添加量有很大關(guān)系。鑄態(tài)Mg-xAl-0.5Nd合金的晶粒尺寸隨著Al含量的增加而逐漸減小。而在Mg-xAl-2.5Nd合金和Mg-xAl-5.0Nd合金中,合金的晶粒尺寸都表現(xiàn)出先增大然后再減小的趨勢。Mg-xAl-0.5Nd合金的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度以及延伸率都隨著Al含量的增加而逐漸得到提高。當(dāng)Al含量為1.2wt.%時,合金具有最好的力學(xué)性能。而在Mg-xAl-5.0Nd合金中,Mg-3.0Al-5.0Nd合金的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度以及延伸率相比于Mg-5.0Nd合金分別提高了45.3%、72.4%和264.0%。Al-Nd化合物和Zr細(xì)化的Mg-2.5Nd合金,其晶粒都具有很好的高溫?zé)岱�(wěn)定性,這主要是由于在晶界分布著Al_(11)Nd_3和Mg_(12)Nd兩種高溫穩(wěn)定相,它們能抑制晶粒的長大。Zr細(xì)化的Mg-2.5Nd合金的室溫壓縮性能與Al-Nd化合物細(xì)化的同種合金的室溫壓縮性能相當(dāng),然而高溫壓縮性能后者明顯優(yōu)于前者。熱擠壓變形之后的Mg-Al-Nd中間合金,其合金中的第二相被擠碎且變得更加彌散均勻,然而第二相的種類并未發(fā)生變化。鑄態(tài)AZ31合金的晶粒尺寸隨著中間合金添加量的增多而表現(xiàn)出先增大后減小然后又增大的趨勢。并且合金在中間合金添加量為15.38wt.%時獲得最顯著的晶粒細(xì)化效果。
【圖文】：

圖 3.1 不同 Nd 含量的鑄態(tài) Mg-xNd 合金彩色金相組織Fig.3.1 The color metallograph of as-cast Mg-xNd alloys: (a) pure magnesium, (b) Mg-0.5Nd, (c)Mg-1.3Nd, (d) Mg-2.5Nd, (e) Mg-3.8Nd, (f) Mg-5.0Nd, (g) Mg-9.0Nd

圖 3.1 不同 Nd 含量的鑄態(tài) Mg-xNd 合金彩色金相組織1 The color metallograph of as-cast Mg-xNd alloys: (a) pure magnesium, (b) Mg-0.Mg-1.3Nd, (d) Mg-2.5Nd, (e) Mg-3.8Nd, (f) Mg-5.0Nd, (g) Mg-9.0Nd
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG146.22

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2698311