本文選題：鎂合金 + 微合金化��； 參考：《重慶大學》2016年碩士論文

【摘要】：隨著航天航空飛行器、武器裝備等日益輕量化、高速化和大功率化,新型輕質(zhì)材料的開發(fā)變得尤為重要。鎂合金作為在實際應用中最輕的金屬結構材料,在國民經(jīng)濟和國防建設中有著重大需求。然而在鎂合金的研究與應用中存在的強度較低、韌性差等基礎問題,依然制約著高性能鎂合金的開發(fā)與應用。在航空飛行器、武器裝備以及精密儀器等的關鍵承力件中,現(xiàn)有鎂合金的強度還不能完全滿足其要求。因此高強鎂合金已經(jīng)是目前國防軍工、航天航空及現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中緊迫需求之一。Mg-RE-Zn系合金由于LPSO相和沉淀硬化相的復合強化,展現(xiàn)出了優(yōu)異的力學性能。然而目前,針對Mg-RE-Zn系合金的開發(fā)與應用還比較單一,主要是通過Zn含量來控制合金中特殊結構相的體積分數(shù),并結合RE元素含量的變化調(diào)整特殊結構相與沉淀析出相的比例,達到不同的強化效果。微合金化在金屬材料的研發(fā)過程中具有重要意義,無論是傳統(tǒng)的鋼鐵材料,還是有色金屬,微合金化是一種提高合金性能的有效手段,然而有關微合金化對Mg-RE-Zn系合金組織和性能的研究鮮有報道。因此,本文針對Mg-RE-Zn系合金中不同強化相的特點,通過微合金化手段調(diào)控它們的析出行為,以期進一步提高該體系合金的力學性能,使其在更多領域得到應用。首先,我們研究了晶粒細化元素Mn、Zr對Mg-9Gd-4Y-1Zn合金組織和力學性能的影響,微量的Mn、Zr元素可以細化合金的鑄態(tài)組織,且不改變合金的第二相組成。Mn元素可以有效的促進合金的動態(tài)再結晶過程,而含Zr元素的合金組織中存在大量的富Zr環(huán),合金易出現(xiàn)脆斷現(xiàn)象。時效態(tài)Mg 9Gd 4Y 1Zn 0.8Mn合金的抗拉強度為475MPa,斷后延伸率為6%。其次,我們研究了Sn、Al元素對Mg-9Y-5Zn合金中LPSO相形貌的調(diào)控。微量Sn元素可以促進桿狀、層狀LPSO相的析出,Al元素會抑制桿狀LPSO相的析出,略微促進層狀LPSO相的形成。擠壓過程中,桿狀、層狀LPSO相促進了扭折變形晶粒的形成,提高了合金的強度。擠壓態(tài)Mg-9Y-5Zn-1Sn合金的抗拉強度為420MPa,斷后延伸率為10%。接著,我們研究了不同Sn含量對Mg-9Gd-4Y-1Zn-0.8Mn合金組織和力學性能的影響。加入微量Sn元素后,合金的第二相組成不發(fā)生變化,隨著Sn含量增加,Sn4(Gd,Y)5相析出并增加。退火處理后,含Sn元素的的合金中析出了層狀LPSO相,促進了擠壓態(tài)合金中扭折變形晶粒的形成。擠壓態(tài)Mg-9Gd-4Y-1Zn-0.8Mn-0.5Sn合金的抗拉強度達到412MPa,斷后伸長率為15.6%。時效處理后,合金的抗拉強度達到502MPa、斷后伸長率為6%。然后,我們研究了Ag、Nd對Mg-9Gd-4Y合金組織和力學性能的影響。Ag、Nd元素可以有效的促進Mg-9Gd-4Y合金的時效硬化效果,加入1%Nd元素后,合金的時效峰值硬度由122HV提高到127HV,對應合金的強度由435MPa提高到458MPa。加入1%Ag元素后,合金的時效峰值硬度由122HV提高到134HV,對應的合金強度由435MPa提高到485MPa。最后,我們研究了不同Ag含量對Mg-9Gd-4Y-1Zn-0.8Mn合金組織和力學性能的影響。Ag元素可以促進Mg-9Gd-4Y-1Zn-0.8Mn合金中層狀LPSO相以及白色條狀的含Ag元素的LPSO相析出。擠壓態(tài)Mg-9Gd-4Y-1Zn-0.8Mn-1.5Ag合金的抗拉強度達到440MPa、屈服強度達到345MPa。Ag元素的加入顯著提高了合金的時效硬化效果,當Ag含量達到1.5%時,合金的時效峰硬度達到136HV,對應合金的抗拉強度達到540MPa,斷后延伸率超過9%。
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本文編號：2041558