發(fā)布時(shí)間：2021-01-11 19:16

　　Mg-Zn系合金作為一種極其重要的商用變形鎂合金,目前在3C、汽車、航空航天和其它領(lǐng)域中應(yīng)用前景廣泛,然而,現(xiàn)有Mg-Zn系合金的力學(xué)性能還難以滿足高強(qiáng)鎂合金的要求,因此,有必要進(jìn)一步針對Mg-Zn系合金的力學(xué)性能展開研究。合金化作為一種低成本、高收益的方法已在高性能鎂合金的研制上得到了積極的應(yīng)用,同稀土元素相比,堿土元素Ca、Sr價(jià)格低廉,在鎂合金合金化過程中具有改善析出相結(jié)構(gòu)、細(xì)化組織等優(yōu)良特性,因此開發(fā)低成本、高強(qiáng)度的堿土鎂合金使得Mg-Zn系合金具有高強(qiáng)度和良好的塑性已成為鎂合金領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。本課題以Mg-Zn合金為基礎(chǔ),通過添加鈣、鍶元素,熔煉制備出新型耐熱的高強(qiáng)鎂合金,研究鈣鍶復(fù)合添加的合金化作用機(jī)理。借助金相顯微鏡（OM）、掃描電子顯微鏡（SEM）等手段,探究表征鑄態(tài)、熱處理態(tài)及擠壓變形后鎂合金材料的微觀組織及沉淀相分布演變特征,并測定變形鎂合金材料的力學(xué)性能。針對鎂合金耐熱性能差的特點(diǎn),通過研究鎂合金的擠壓成型規(guī)律,明確掌握該類材料化學(xué)成分-制備工藝-微觀組織-耐熱性能之間的關(guān)聯(lián)性。得到主要結(jié)果如下:（1）單獨(dú)添加Ca元素時(shí),合金由鎂基體、MgZn和MgZn

【文章來源】：西安建筑科技大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

室溫拉伸試樣的形狀與尺寸

西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文20圖2.5高溫拉伸試樣的形狀與尺寸Fig.2.5Theshapeandsizeofelevatedtemperaturetensilesample2.7.3硬度測試鎂合金材質(zhì)較輕，本課題中硬度測試以顯微維氏硬度為主，硬度測試在半自動(dòng)顯微維氏硬度機(jī)上完成，硬度計(jì)型號為美國沃伯特公司生產(chǎn)的401MVD，試驗(yàn)過程中加載載荷為25g，保壓時(shí)間為15s。在每個(gè)樣品上取10個(gè)不同部位測定硬度值，然后去掉一個(gè)最大值和一個(gè)最小值后取平均值，即為合金的顯微維氏硬度值。2.8合金的組織性能分析2.8.1合金的金相制備觀察本課題需對試驗(yàn)鎂合金的鑄態(tài)組織、熱處理態(tài)組織、擠壓態(tài)組織進(jìn)行觀察分析。首先要制備好金相試樣，試樣的制備過程如下：1取樣：在鑄錠組織的心部選取組織均勻比較好的區(qū)域取樣；2磨樣：依次用400#、600#、800#、1000#、1500#、2000#的濕砂紙進(jìn)行水磨，每換一張砂紙的同時(shí)磨樣的方向變換90°，同一塊砂紙磨到看不到上一塊砂紙的劃痕為止；3拋光：在拋光機(jī)上進(jìn)行拋光，打磨掉試樣磨面上因細(xì)磨而留下的磨痕，使之成為光滑、無痕的鏡面；4腐蝕：當(dāng)拋到試樣表面無明顯劃痕就可以對其進(jìn)行腐蝕，用4％硝酸酒精腐蝕鑄態(tài)合金，用苦味酸腐蝕擠壓態(tài)合金，腐蝕劑成分配比如表2.3所示，并用電吹風(fēng)機(jī)器進(jìn)行風(fēng)干。最后利用上海比目儀器有限公司生產(chǎn)的Olympus-OHXMC50型號光學(xué)顯微鏡觀察試樣的微觀組織。

西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文233鑄態(tài)Mg-5.5Zn-0.5Zr-xCa-ySr合金的組織及力學(xué)性能3.1鑄態(tài)Mg-5.5Zn-0.5Zr-xCa-ySr合金的微觀組織3.1.1Mg-5.5Zn-0.5Zr-xCa合金金相組織圖3.1所示為鑄態(tài)Mg-5.5Zn-0.5Zr、Mg-5.5Zn-0.5Zr-0.2Ca、Mg-5.5Zn-0.5Zr-0.5Ca、Mg-5.5Zn-0.5Zr-0.8Ca合金的微觀組織圖，我們可以看出，鑄態(tài)Mg-5.5Zn-0.5Zr合金顯微組織呈枝晶狀生長，組織較為粗大。當(dāng)添加堿土元素Ca時(shí)，隨著Ca含量的增加，析出相數(shù)目先增多后減小，合金晶粒尺寸先變小后增大；當(dāng)Ca含量為0.5%時(shí)，晶粒呈等軸晶組織，析出相數(shù)目增多，均勻分布于晶粒內(nèi)部和晶界處。這說明Ca元素的添加能夠細(xì)化合金組織，但是當(dāng)Ca含量過多時(shí)，合金相與基體的非共格性增強(qiáng)，對晶粒的長大過程的阻礙作用明顯降低[59]。研究發(fā)現(xiàn)，液態(tài)合金在冷卻過程中α-Mg先凝固且不斷被排出液體，低熔點(diǎn)的液態(tài)合金來不及凝固，因此溫度梯度越來越高，這就為形核提供了極大的驅(qū)動(dòng)力，促進(jìn)了晶粒的形核過程。Ca元素的添加改變了合金的相變點(diǎn)，析出了高熔點(diǎn)的MgZn和MgZn2相，阻礙了位錯(cuò)移動(dòng)。圖3.1鑄態(tài)合金微觀組織圖(a)Mg-5.5Zn-0.5Zr；(b)Mg-5.5Zn-0.5Zr-0.2Ca；(c)Mg-5.5Zn-0.5Zr-0.5Ca；(d)Mg-5.5Zn-0.5Zr-0.8CaFig.3.1OMimagesof(a)Mg-5.5Zn-0.5Zr;(b)Mg-5.5Zn-0.5Zr-0.2Ca;(c)Mg-5.5Zn-0.5Zr-0.5Ca;(d)Mg-5.5Zn-0.5Zr-0.8Caincastingalloy3.1.2Mg-5.5Zn-0.5Zr-xCa-ySr合金金相組織圖3.2所示為鑄態(tài)Mg-5.5Zn-0.5Zr-1.0Ca、Mg-5.5Zn-0.5Zr-1.0Ca-0.1Sr、Mg-5.5Zn-0.5Zr-1.0Ca-0.3Sr、Mg-5.5Zn-0.5Zr-1.0Ca-0.5Sr合金的微觀組織圖。從圖3.2中可以看出，隨著堿土元素Sr含量的增加，合金晶粒尺寸逐漸減小，當(dāng)Ca含量為1.0%，Sr含量為0.1%、0.3%、0.5%時(shí)，晶粒尺寸分別為130μm、60μm、75μm（晶


本文編號：2971328