本文關鍵詞：高強度Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金鍛造工藝研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：鎂合金因其密度低,高的比強度,阻尼減震性好,可以很好的回收,電磁屏蔽性好等等優(yōu)良點,成為了材料的研發(fā)熱點。然而鎂合金絕對強度較低,制約了其發(fā)展。目前基于Mg-RE-Zn的高強度的鎂合金成為了研發(fā)的熱點。關于高強鎂合金的擠壓或者軋制工藝,研究相對較多也比較成熟。而對于高強度鎂合金的鍛造工藝研究卻相對缺乏。然而,目前關于高強度鎂合金的工業(yè)推廣應用中,如何制備高強度的組織力學均勻的鎂合金鍛造樣,或者怎樣通過鍛造工藝累積變形量達到更高力學性能,是很棘手的技術瓶頸。為此,本文針對不同狀態(tài)(鑄態(tài),均勻化態(tài),擠壓態(tài))高強度Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金開展了不同應變速率鍛造工藝研究,制備了塊狀和柱狀鍛造樣,同時分析了鍛造對于該合金組織和力學性能的影響。首先,為節(jié)約鍛造實驗成本,使得鍛造工藝的制定有理有據,系統(tǒng)論述Mg-Gd-Y-Zn-Mn熱變形行為研究：計算出該合金的激活能為260.94kJ/mol,構建本構方程為：ε=6.55X1017[sinh(0.008376σ)]5.40314 exp(-260.94/8.314T)。繪制了加工圖,并確定其最佳成型工藝參數(shù)為溫度350℃—500℃,應變速率低于0.005S-1。溫度460℃到500℃,應變率為0.005S-1-1S-1。為后續(xù)鍛造提供理論指導。同時,討論了相關微觀組織演變和兩種LPSO相(MgGdZn和MgZnY)的變形機制：塊狀LPSO相發(fā)現(xiàn)了扭折,其產生的原理是具有相反符號的位錯對運動。熱變形后層狀LPSO彎曲呈河流狀。其次,根據之前熱模擬得出的結果,采用液壓機對均勻化態(tài),擠壓態(tài)Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金進行低應變速率(鍛造速度0.05～0.3m/s)多向自由鍛造。均勻化態(tài)合金只鍛造到了4個道次,第5道次后便產生了裂紋。晶粒組織有一定的細化,第二相變化不明顯。4道次后綜合力學性能最佳：UTS=256MPa,YS=231Mpa, EL=3.1%。擠壓態(tài)合金鍛造到14個道次,由于試樣傾斜嚴重而作罷。12道次綜合力學性能最佳：UTS=410Mpa,YS=300Mpa,EL=15.1%。強度較高,且延伸率為原始態(tài)的3倍。高強Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金鍛造前后力學性能的提高,與細晶強化,第二相強化,固溶強化和鍛造導致的織構弱化有關。最后,基于之前的模擬實驗和低應變速率鍛造,為了提高鍛造生產效率,同時探索鍛造進一步提高力學性能的可能性。本文最后系統(tǒng)研究了采用空氣錘對鑄態(tài)或者擠壓態(tài)Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金進行高應變速率的鍛造(鍛造速度5-10m/s),制備塊狀和柱狀高強度鎂合金鍛造樣。鍛造有助于改善鑄態(tài)Mg-Gd-Y-Zn-Mn二次成型性。540℃x5h+450℃x10h均勻化后,鐓粗(累積壓縮25%),擠壓隨后200℃X50h的時效處理。所得合金綜合力學性能最佳為：UTS=503Mpa,YS=395Mpa, EL=5.2%。采用空氣錘對擠壓態(tài)的Mg-Gd-Y-Zn-Mn進行了高應變速率的鍛造,制備了長方體鍛造樣。抗拉強度相比于初始態(tài)變化不大,UTS在314Mpa和341Mpa之間。延伸率為鍛前的3倍,EL在7%到14%之間。鍛造對于其塑性提高的原因主要在于,鍛造改善了微觀組織的均勻性,獲得了更多均勻細小的等軸晶。采用“一次擠壓+空氣錘快速鍛造+二次擠壓”工藝對擠壓態(tài)的Mg-Gd-Y-Zn-Mn進行累積變形,時效后綜合性能最高的為：UTS=460Mpa,YS=377MPa,EL=4.7%。
【關鍵詞】：高強Mg-Gd-Y-Zn-Mn 熱變形行為及加工圖 鍛造 微觀組織 力學性能
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG319
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-10
• 1 緒論10-18
• 1.1 引言10-11
• 1.2 高強鎂合金研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 高強鎂合金體系研究11-12
• 1.2.2 高強鎂合金加工工藝研究12-13
• 1.3 熱變形行為及加工圖理論13-16
• 1.3.1 熱變形行為簡介13-14
• 1.3.2 基于動態(tài)材料模型的加工圖理論14-15
• 1.3.3 加工圖的相關應用分析15-16
• 1.4 鎂合金鍛造工藝研究進展16-17
• 1.5 研究意義，目的及內容17-18
• 2 高強Mg-Gd-Y-Zn-Mn熱變形行為及加工圖18-32
• 2.1 引言18-19
• 2.2 實驗過程和測試方法19
• 2.3 合金微觀組織19-20
• 2.4 應力應變曲線特征20-21
• 2.5 本構方程分析21-24
• 2.6 加工圖及相關組織演變24-31
• 2.7 本章小結31-32
• 3 高強Mg-Gd-Y-Zn-Mn低應變速率液壓機鍛造32-44
• 3.1 引言32-33
• 3.2 實驗過程和測試方法33-34
• 3.2.1 實驗過程33-34
• 3.2.2 測試方法34
• 3.3 液壓機鍛造對鑄態(tài)合金微觀組織和力學性能的影響34-37
• 3.4 液壓機鍛造對擠壓態(tài)合金微觀組織和力學性能影響37-42
• 3.5 本章小結42-44
• 4 高強Mg-Gd-Y-Zn-Mn高應變速率空氣錘鍛造44-62
• 4.1 引言44
• 4.2 實驗過程和測試方法44-45
• 4.2.1 實驗過程44-45
• 4.2.2 測試方法45
• 4.3 空氣錘鍛造對不同均勻化態(tài)合金組織和性能的影響45-49
• 4.4 空氣錘鍛造對擠壓態(tài)合金組織和性能的影響49-55
• 4.5 空氣錘鍛造合金二次擠壓工藝55-60
• 4.6 本章小結60-62
• 5 結論62-64
• 致謝64-66
• 參考文獻66-72
• 附錄72
• A. 作者在攻讀碩士學位期間發(fā)表論文目錄72
• B. 作者在攻讀碩士學位期間參與的科研項目72

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1 譚慶麟 ,何純孝 ,許顯光;美國合金相圖資料計劃及第三次國際合金相圖委員會簡況[J];貴金屬;1982年02期

2 劉靜安;幾種高性能汽車用鑄造鋁-硅合金[J];輕合金加工技術;2002年03期

3 劉相果,彭曉東,謝衛(wèi)東,魏群義;金屬鍶及其合金的研究現(xiàn)狀與應用[J];稀有金屬;2004年04期

4 李英;高志;高明;;數(shù)字化合金相圖的研究[J];計算機與應用化學;2007年03期

5 祝國梁;疏達;王俊;孫寶德;;鋁及其合金熔體中去除雜質硅元素的研究進展[J];材料導報;2008年10期

6 袁孚勝;李明茂;朱應祿;鐘海燕;;稀土在鋁及其合金中的作用和應用[J];上海有色金屬;2009年03期

7 熊柏青;李錫武;張永安;李志輝;朱寶宏;王鋒;劉紅偉;;新型高強韌低淬火敏感性Al-7.5Zn-1.65Mg-1.4Cu-0.12Zr合金[J];中國有色金屬學報;2009年09期

8 陳季香;王清;王英敏;董闖;;團簇線規(guī)律在合金相結構中的應用[J];材料導報;2009年24期

9 張國鵬;楊伏良;馬政;黨小荔;熊落保;尹德艷;;新型高強高韌鋁鎂硅合金的組織和性能[J];中南大學學報(自然科學版);2010年06期

10 大日方一司;任繼嘉;;最近捔合金的研究趨勢[J];國外輕金屬;1966年03期

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1 劉近朱;歐陽明安;馬勵;張國威;歐陽錦林;;含硫鎳基高溫自潤滑合金的研究(1)[A];第一屆全國青年摩擦學學術會議論文集[C];1991年

2 曾建民;周懷營;孫仙奇;周開文;;Al7Si0．3Mg合金的合金化原理及性能[A];第十屆全國相圖學術會議論文集[C];2000年

3 周曉松;彭述明;郝萬立;龍興貴;李宏發(fā);羅順忠;;Zr_3V_3O合金的結構及吸放氘性能研究[A];第八屆全國核靶技術學術交流會論文摘要集[C];2004年

4 黃國杰;謝水生;米緒軍;李華清;;高速鐵路用Cu-Cr-Zr合金的研究[A];中國有色金屬學會第十二屆材料科學與合金加工學術年會論文集[C];2007年

5 徐麗娟;肖樹龍;陳玉勇;;Mo含量對牙科用Ti-Mo合金顯微組織及性能的影響[A];第六屆中國功能材料及其應用學術會議論文集（5）[C];2007年

6 柳瑞清;劉東輝;胡斐斐;劉羽飛;;Si含量對鑄態(tài)C72500合金的組織及性能影響[A];中國有色金屬學會第十四屆材料科學與合金加工學術年會論文集[C];2011年

7 王本力;李莉;鄭玉峰;;生物醫(yī)用Ti-Nb基合金的顯微組織與耐磨性[A];第十四屆全國鈦及鈦合金學術交流會論文集（下冊）[C];2010年

8 冒國兵;張光勝;孫宇峰;劉琪;余小魯;;Mg-5Al-xY合金的鑄態(tài)組織及力學性能[A];第十三屆21�。ㄊ小^(qū)）4市鑄造會議暨第七屆安徽省鑄造技術大會論文集[C];2012年

9 李霞;趙棟梁;張羊換;許劍軼;胡鋒;張胤;;球磨La_2Mg_(17)與Ni復合合金的電化學貯氫性能研究[A];第十七屆（2013年）全國冶金反應工程學學術會議論文集（下冊）[C];2013年

10 熱焱;曲迎東;邱克強;;Sb對Mg-4Si合金中Mg_2Si相形貌與結構的影響[A];創(chuàng)新裝備技術 給力地方經濟——第三屆全國地方機械工程學會學術年會暨海峽兩岸機械科技論壇論文集[C];2013年

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1 李有觀;日本研制出兩種新鈦合金[N];中國有色金屬報;2002年

2 王祝堂;航空航天鋁合金發(fā)展的里程碑(二)[N];中國有色金屬報;2012年

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1 胡光山;Y和Nd對Mg-Zn-Mn-Sn系變形鎂合金組織和性能的影響[D];重慶大學;2015年

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5 呂麗君;釷基熔鹽堆氚吸附與儲存用LaNi_(4.25)Al_(0.75)和ZrCo合金性能改進研究[D];中國科學院研究生院(上海應用物理研究所);2016年

6 楊亮;鑄造高Nb-TiAl合金成分優(yōu)化及其精密鑄造工藝研究[D];北京科技大學;2016年

7 石澤德（Shahzad Salam）;MCrAlY型涂層合金成分對合金相變和高溫氧化壽命的影響[D];清華大學;2015年

8 楊勇彬;Ti-V-Cr合金的反氫同位素效應[D];中國工程物理研究院;2016年

9 周振平;Al-Fe合金熔體處理及凝固特性研究[D];沈陽工業(yè)大學;2008年

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7 張志棟;GH4169返回料合金高溫流變行為研究及熱加工圖[D];蘭州理工大學;2016年

8 鄭傳江;TbCu_7型SmFeB合金相結構及磁性能研究[D];北京有色金屬研究總院;2016年

9 黃旭文;Gd-Co(Fe)-M系合金的結構、磁性及磁熱性能[D];華南理工大學;2016年

10 谷興;鎳鎵合金的離子液體電沉積工藝及其催化性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2016年

  本文關鍵詞：高強度Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金鍛造工藝研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：269409