發(fā)布時(shí)間：2018-03-07 13:09

  本文選題：鎂合金　切入點(diǎn)：稀土元素　出處：《西安工業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：鎂合金作為目前最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料,它具有密度低、比強(qiáng)度高和比剛度大,各向異性弱等特點(diǎn),在航空航天、國防軍事以及汽車電子等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。但是傳統(tǒng)稀土鎂合金強(qiáng)度低,嚴(yán)重影響了鎂合金的大規(guī)模應(yīng)用。研究表明,稀土鎂合金采用變形和退火處理可有效提高強(qiáng)度。本文以Mg-0.3Zr合金為基礎(chǔ),分別添加不同含量的稀土元素Gd和Y,以期通過改善現(xiàn)有Mg-0.3Zr基合金的顯微組織,來提高鎂合金退火強(qiáng)化效果。利用光學(xué)顯微鏡、帶能譜分析的掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、壓縮實(shí)驗(yàn)等檢測分析技術(shù),研究了不同成分的Mg-0.3Zr基合金固溶處理的顯微組織、力學(xué)性能以及變形和退火工藝參數(shù)對(duì)組織和強(qiáng)化效果的的影響。首先研究了固溶處理對(duì)合金微觀組織和力學(xué)性能的影響,揭示了Gd和Y在合金中的偏析作用。其次是分析了稀土元素和變形量對(duì)微觀組織的影響,并探討其對(duì)孿晶種類和片層厚度作用規(guī)律,最后研究了合金的退火強(qiáng)化效果,揭示了預(yù)變形量和退火溫度造成強(qiáng)化的機(jī)理。通過一系列研究,取得如下結(jié)論:含有Gd和Y的鑄態(tài)稀土鎂合金中存在著大量的第二相組織,對(duì)合金的基體起到了割裂作用,力學(xué)性能降低,因此需要采用固溶處理優(yōu)化微觀組織。Y元素的晶粒細(xì)化作用明顯,而Gd元素的偏析作用較強(qiáng),固溶過程中的部分第二相難以溶解,形成的Mg5Gd均勻分布在晶界處,產(chǎn)生第二相強(qiáng)化效果。固溶處理后合金的塑性顯著提高,強(qiáng)度有所下降。隨著稀土元素含量的增加,合金的屈服強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度明顯提高,但塑性不斷降低,這是由于細(xì)晶強(qiáng)化和第二相強(qiáng)化的作用所致。在鎂合金變形過程中,孿晶的體積分?jǐn)?shù)和片層厚度均與晶粒尺寸和預(yù)變形量有關(guān)。隨著應(yīng)變量的增加,孿晶體積分?jǐn)?shù)呈線性增長,而孿晶的片層厚度隨應(yīng)變量的增加逐漸減小。稀土含量較高的鎂合金,晶粒細(xì)化的同時(shí),孿晶的片層厚度降低,孿晶的體積分?jǐn)?shù)減小,合金中的Gd元素較Y元素,更容易增大孿生傾向。鎂合金塑性變形過程中,首先優(yōu)先形核的是{10-12}孿晶,但是隨著變形量的增加,{10-12}孿晶的數(shù)量反而降低。對(duì)于不同稀土添加元素Gd和Y的鎂合金由于軸比c/a不同,Gd元素可有效激活{10-11}孿晶,而Y元素卻激活了{(lán)11-21}孿晶,且在變形過程中Y和Gd相比,具有較強(qiáng)的弱化織構(gòu)能力。未經(jīng)預(yù)變形的Mg-x Gd-0.3Zr(x=5,10)和Mg-xY-0.3Zr(x=5,10)合金,退火前后,合金的力學(xué)性能幾乎不變。但是采用預(yù)變形的合金產(chǎn)生了明顯的退火強(qiáng)化效果。合金分別預(yù)壓縮變形5%后,采用退火25℃~250℃/5h,不但沒有出現(xiàn)退火軟化效果,反而是退火強(qiáng)化效果。研究結(jié)果顯示,隨著退火溫度和預(yù)變形量的逐漸升高,四種合金均表現(xiàn)出相同的退火強(qiáng)化趨勢,即先增大后減小。在150℃~200℃取得強(qiáng)化效果的峰值,預(yù)變形量為4%~5%時(shí),出現(xiàn)最高退火強(qiáng)化效果。采用原位金相光學(xué)顯微鏡、透射電子顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn),退火強(qiáng)化是由于固溶原子析出到位錯(cuò)或者孿晶界附近,對(duì)其產(chǎn)生了釘扎或者阻礙作用。由于孿晶界兩側(cè)的致密度不同,溶質(zhì)原子釘扎在孿晶的一側(cè),致使退火前后合金中的孿晶界發(fā)生了明顯的彎曲,新生成的孿晶也較小。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：西安工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TG146.22;TG166.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1579426