【摘要】：鎂合金具有優(yōu)異的室溫性能,但當(dāng)溫度超過393K時(shí),高溫性能顯著下降,其應(yīng)用受到極大限制。將廉價(jià)的Si元素添加到鎂合金中,可以形成高溫穩(wěn)定相(Mg_2Si)來提升合金的高溫性能,克服了稀土鎂合金高成本的局限性,對(duì)拓寬鎂合金的應(yīng)用具有重要意義。本文以ZAM63(wt.%)合金為基體,在優(yōu)化Si含量的基礎(chǔ)上,系統(tǒng)地研究了等通道轉(zhuǎn)角擠壓(ECAP)不同道次、不同路徑對(duì)ZAM63-1Si鑄態(tài)合金組織及力學(xué)性能的影響。此外,對(duì)鑄態(tài)含Si合金抗蠕變性能以及優(yōu)選合金不同道次、不同路徑擠壓后的抗蠕變性能進(jìn)行比較分析,并系統(tǒng)地研究了抗蠕變性能最優(yōu)合金的高溫蠕變機(jī)制。主要得出以下結(jié)論:(1)鑄態(tài)ZAM63-xSi(x=1,2,3 wt.%)合金主要由α-Mg、Mg_(32)(Al,Zn)_(49)、MgZn和Mg_2Si相組成。隨著Si含量的增加,Mg_2Si相逐漸由漢字狀向粗大塊狀轉(zhuǎn)變,合金屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度先增加后減小,而伸長率則一直降低。ZAM63-1Si合金綜合力學(xué)性能最好,抗拉強(qiáng)度和伸長率分別達(dá)到了128MPa和1.8%。(2)ECAP可以顯著細(xì)化ZAM63-1Si合金基體晶粒及改變第二相的形貌分布,其作用機(jī)制為機(jī)械剪切破碎和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。B_C路徑1道次擠壓后合金晶粒明顯細(xì)化、第二相基本被擠碎,但仍然分布在原位附近,室溫性能明顯提升;2道次擠壓后,合金平均晶粒更加細(xì)化,第二相分布更加均勻,并呈條帶狀分布;4道次擠壓后,合金中部分晶粒開始長大,第二相分布更加彌散。其中1道次后合金的屈服強(qiáng)度最高,達(dá)到了147MPa;4道次后合金綜合性能最好,抗拉強(qiáng)度和伸長率分別達(dá)到了283MPa和25.8%;B_(C-m)路徑4道次變形后第二相分布發(fā)生改變,但彌散程度變化不大,合金中大晶粒數(shù)量增多,抗拉強(qiáng)度和伸長率分別為288MPa和13.7%。(3)B_C路徑擠壓態(tài)ZAM63-1Si合金高溫抗蠕變性能明顯優(yōu)于鑄態(tài)合金。并且隨著擠壓道次的增加,合金的抗蠕變性能逐漸增強(qiáng),4道次后合金的穩(wěn)態(tài)蠕變速率為1.41E-6 s~(-1)。與B_C路徑4道次變形相比,B_(C-m)路徑4道次抗蠕變性能變差,穩(wěn)態(tài)蠕變速率增加到1.93E-6 s~(-1)。(4)在(448~498K)/(50~70MPa)的蠕變條件下,B_C路徑4道次變形后合金的應(yīng)力指數(shù)分別為4.76、5.55、6.22,蠕變激活能分別為62、71、84kJ/mol。蠕變機(jī)制由低溫時(shí)受擴(kuò)散控制的位錯(cuò)攀移機(jī)制,逐漸過渡為高溫時(shí)位錯(cuò)攀移和第二相增強(qiáng)共同作用蠕變機(jī)制。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG146.22;TG379

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本文編號(hào)：2781517