本文關(guān)鍵詞：大型高強(qiáng)耐熱鎂合金構(gòu)件的熱處理工藝研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：Mg-Gd-Y-Zn-Zr系稀土鎂合金具有良好的耐熱性能,適合制造高溫環(huán)境下工作的零部件。經(jīng)過反復(fù)塑性變形后的鎂合金力學(xué)性能較鑄態(tài)顯著提高,同時(shí)熱處理可以消除殘余應(yīng)力,使組織更加均勻,提高力學(xué)性能。但是某大型構(gòu)件尺寸較大,與實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ拖啾?由于尺寸效應(yīng)而使得熱處理后產(chǎn)生危險(xiǎn)裂紋的機(jī)會(huì)增多,從而降低力學(xué)性能。本課題切取該構(gòu)件的口部試樣作為研究對(duì)象,通過Box-Behnken實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法對(duì)其熱處理工藝進(jìn)行了較為深入系統(tǒng)的研究。研究結(jié)果如下:(1)采用Box-Behnken實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法,對(duì)構(gòu)件口部合金熱處理工藝參數(shù)進(jìn)行基于熱處理后力學(xué)性能的優(yōu)化設(shè)計(jì),得到了熱處理最佳參數(shù)組合:415℃×12h+207℃×17h。其最大響應(yīng)值為:抗拉強(qiáng)度為363.7MPa,延伸率為8.6%。固溶時(shí)間和時(shí)效溫度為熱處理過程中的主要影響因素。(2)對(duì)得到的最佳熱處理參數(shù)組合進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),實(shí)際室溫抗拉強(qiáng)度達(dá)到371.4MPa,延伸率達(dá)到6.8%。比變形態(tài)合金分別提高了43%和89%。(3)變形后的基體組織中出現(xiàn)了層片狀組織和細(xì)小的再結(jié)晶晶粒。晶界處彌散分布的第二相包括Mg24Y5和Mg5Gd相。在固溶415℃×12h后,破碎的晶粒發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶,層片狀組織和第二相溶于基體中,剩余的分布在晶界處。固溶后進(jìn)行207℃×17h時(shí)效處理,晶粒中析出了大量第二相,晶界處出現(xiàn)一種短棒狀第二相,有些由晶界向著晶內(nèi)延伸,有些則沿晶界分布�？s短固溶時(shí)間,固溶不充分,時(shí)效受到影響。時(shí)效溫度升高,晶粒尺寸有所增大。(4)變形態(tài)鎂合金的室溫拉伸斷口具有解理臺(tái)階,同時(shí)具有一定的韌性斷裂趨勢(shì),屬于準(zhǔn)解理斷裂或解理斷裂。300℃下拉伸后塑性較室溫下有所提高。T4處理后室溫和300℃下拉伸斷口特征相似,大部分為韌窩狀,偶爾有解理棱的出現(xiàn),塑性較好。經(jīng)T6(415℃×12h+207℃×17h)處理時(shí),室溫和300℃下拉伸斷口為分布均勻而密且小而深的等軸韌窩,為明顯的韌性斷裂。此時(shí)合金的室溫和高溫拉伸性能得到了明顯的改善。
【關(guān)鍵詞】：Mg-Gd-Y-Zn-Zr 熱處理 拉伸性能 微觀組織 斷口形貌
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG166.4
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-30
• 1.1 課題研究背景及意義11-12
• 1.2 鎂合金及其應(yīng)用12-15
• 1.3 變形鎂合金15-19
• 1.3.1 變形鎂合金的概述15-16
• 1.3.2 變形鎂合金的分類16-17
• 1.3.3 變形鎂合金的應(yīng)用17-19
• 1.4 高強(qiáng)耐熱變形鎂合金19-23
• 1.4.1 高強(qiáng)耐熱變形鎂合金的概述19-20
• 1.4.2 高強(qiáng)變形鎂合金的開發(fā)20
• 1.4.3 耐熱變形鎂合金的開發(fā)20-21
• 1.4.4 高強(qiáng)耐熱變形鎂合金的研究現(xiàn)狀21-23
• 1.5 鎂合金的熱處理23-25
• 1.6 響應(yīng)曲面法25-29
• 1.6.1 響應(yīng)曲面法的理論簡(jiǎn)介25-26
• 1.6.2 中心復(fù)合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)26-28
• 1.6.3 Box-Behnken實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)28-29
• 1.7 本課題的研究?jī)?nèi)容29-30
• 第二章 實(shí)驗(yàn)材料及實(shí)驗(yàn)方案30-35
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料30-31
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方案及實(shí)驗(yàn)方法31-35
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)方案31
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)方法31-35
• 第三章 大型錐形構(gòu)件熱處理工藝參數(shù)設(shè)計(jì)優(yōu)化35-57
• 3.1 引言35-36
• 3.2 研究對(duì)象36
• 3.3 差熱分析36-37
• 3.4 固溶制度和時(shí)效制度范圍的確定37-44
• 3.4.1 固溶制度范圍的確定37-40
• 3.4.2 時(shí)效制度范圍的確定40-44
• 3.5 目標(biāo)函數(shù)44-45
• 3.6 設(shè)計(jì)變量及變量水平值范圍的確定45-46
• 3.7 熱處理參數(shù)優(yōu)化及分析46-55
• 3.7.1 目標(biāo)函數(shù)回歸分析48-53
• 3.7.2 實(shí)驗(yàn)參數(shù)的交互作用對(duì)目標(biāo)函數(shù)的影響53-55
• 3.7.3 實(shí)驗(yàn)參數(shù)的優(yōu)化55
• 3.8 小結(jié)55-57
• 第四章 熱處理對(duì)大型錐形構(gòu)件組織與力學(xué)性能影響研究57-69
• 4.1 不同熱處理制度對(duì)構(gòu)件口部合金力學(xué)性能的影響57-59
• 4.2 不同熱處理制度對(duì)構(gòu)件口部合金微觀組織的影響59-64
• 4.3 構(gòu)件口部合金掃描斷口分析64-67
• 4.3.1 構(gòu)件口部合金室溫拉伸斷口分析65-66
• 4.3.2 室溫拉伸斷口形貌與力學(xué)性能的關(guān)系66
• 4.3.3 構(gòu)件口部合金 300℃拉伸斷口分析66-67
• 4.3.4 300℃拉伸斷口形貌與力學(xué)性能的關(guān)系67
• 4.4 小結(jié)67-69
• 第五章 結(jié)論69-71
• 參考文獻(xiàn)71-77
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文77-78
• 致謝78-79

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