【摘要】：本文以Mg-4Zn-0.5Ca合金為基體,稀土Gd作為合金化元素,制備出Mg-4Zn-0.5Ca-xGd(x=0,0.5,1,2 wt.%)合金。并對(duì)上述合金進(jìn)行熱變形,研究熱變形工藝對(duì)Mg-Zn-Gd-Ca合金顯微組織及力學(xué)性能的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明,鑄態(tài)Mg-4Zn-0.5Ca合金中第二相為層片狀MgZn_2相;當(dāng)加入0.5 wt.%Gd時(shí),第二相變?yōu)轭w粒狀,有I相和W相生成;當(dāng)Gd含量由1 wt.%變?yōu)? wt.%時(shí),第二相形貌由顆粒狀和塊狀轉(zhuǎn)變?yōu)榘脒B續(xù)網(wǎng)狀,其成分不變,都為I相和W相。均勻化處理之后,Mg-4Zn-0.5Ca合金第二相基本上固溶入基體中,Mg-4Zn-0.5Ca-x Gd(x=0.5,1,2)合金未固溶入基體中第二相為W相。Gd添加量為2 wt.%時(shí),Mg-4Zn-0.5Ca合金獲得了最優(yōu)綜合力學(xué)性能。Mg-4Zn-2Gd-0.5Ca合金經(jīng)不同擠壓工藝擠壓后晶粒尺寸明顯細(xì)化,都存在動(dòng)態(tài)析出相I相,力學(xué)性能顯著提高,隨著擠壓溫度、擠壓速率和擠壓比的提高,動(dòng)態(tài)再結(jié)晶(DRX)晶粒和I相的平均尺寸和體積分?jǐn)?shù)逐漸增加,屈服強(qiáng)度(YS)和抗拉強(qiáng)度(UTS)逐漸降低,延伸率(EL)逐漸提高,在擠壓溫度280℃、擠壓速率0.01 mm/s和擠壓比25:1時(shí)獲得了最優(yōu)綜合力學(xué)性能,YS、UTS和EL分別為369.79 MPa、400.27 MPa和7.83%。Mg-4Zn-x Gd-0.5Ca(x=0,0.5,1,2)合金擠壓后晶粒尺寸明顯細(xì)化,力學(xué)性能顯著提高,隨著Gd含量的增加,DRX晶粒尺寸和體積分?jǐn)?shù)逐漸降低,動(dòng)態(tài)析出相的平均尺寸和體積分?jǐn)?shù)先增加后降低,織構(gòu)變強(qiáng),YS和UTS逐漸提高,EL逐漸降低。Mg-4Zn-2Gd-0.5Ca合金多向鍛(MDF)后晶粒尺寸顯著細(xì)化,力學(xué)性能明顯改善;當(dāng)3次鍛造后,DRX晶粒尺寸略有長(zhǎng)大,DRX體積分?jǐn)?shù)顯著提高,強(qiáng)度變化不大,延伸率顯著增加;繼續(xù)增加鍛造次數(shù)至6次時(shí),DRX晶粒尺寸和體積分?jǐn)?shù)以及強(qiáng)度和延伸率都與3次鍛造合金相比變化不大。MDF合金經(jīng)擠壓后,晶粒尺寸進(jìn)一步細(xì)化,YS、UTS和EL同步顯著提高。擠壓可以明顯細(xì)化Mg-4Zn-2Gd-0.5Ca合金的晶粒尺寸,實(shí)現(xiàn)超細(xì)晶組織,但是DRX體積分?jǐn)?shù)較低,導(dǎo)致其強(qiáng)度高,延伸率較低;MDF對(duì)晶粒尺寸的細(xì)化效果要弱于擠壓,但是其可以顯著提高DRX體積分?jǐn)?shù),導(dǎo)致延伸率顯著提高,但強(qiáng)度較低;多步變形(MDF+擠壓)在細(xì)化DRX晶粒的同時(shí)提高了DRX體積分?jǐn)?shù),獲得強(qiáng)度和延伸率兼顧的Mg-4Zn-2Gd-0.5Ca合金,進(jìn)而3FD-ED合金表現(xiàn)出YS、UTS和EL分別為308.84 MPa,333.51 MPa和32.69%的優(yōu)異綜合力學(xué)性能。
【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(lèi)號(hào)】：TG146.22

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本文編號(hào)：2794797