發(fā)布時間：2021-02-07 12:08

　　鎂合金作為綠色輕質金屬結構材料,具有比強度、比剛度高、減震性好、易于回收等優(yōu)點。其中,Mg-Zn系合金是商業(yè)應用最廣泛的鎂合金之一,其強度較高、時效硬化效果顯著,但是該系合金鑄造性能欠佳,易產(chǎn)生嚴重的熱裂傾向與顯微疏松,晶粒和非平衡離異共晶組織粗大。已有研究表明,Ti微合金化對改善合金的鑄態(tài)組織顯示了一定的潛力,而且,當Ti以Zn-Mg-Ti中間合金的方式加入鎂時,得到的合金鑄態(tài)組織晶粒細小,且力學性能與腐蝕性能得到明顯改善。但是,由于Zn-Mg-Ti中間合金成分控制困難,制備工藝參數(shù)不易控制等因素,目前,其添加效果尚不穩(wěn)定;同時,Zn-Mg-Ti中間合金（包括合金成分、組織形貌等）對鑄態(tài)組織、性能及凝固行為的影響規(guī)律,以及Ti對Mg-Zn合金的作用機理尚有待進一步研究。針對上述問題,本文研究了中間合金及Ti元素對Mg-Zn合金組織、性能及凝固行為的影響。首先,通過變化冷卻速度制備了成分為Zn_82.8Mg_14.1Ti_3.1（A）與Zn_81.9Mg_15.1Ti₃

【文章來源】：重慶大學重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

第二相強化機制示意圖

重慶大學碩士學位論文1緒論8圖1.2Mg-Zn合金中1’β、2’β的形貌示意圖Fig.1.2Morphologyof1’β、2’βinMg-ZnAlloy2熱處理工藝ZK系合金是目前商用最廣的鎂合金之一。其中，合金元素Zr是一種高熔點的金屬元素，位于元素周期表的第四副族，通過向Mg合金中加入少量的Zr可以顯著細化晶粒，獲得良好的綜合性能[53]，文獻表明，當Zr含量為0.6wt.%～0.8wt.%時，細化晶粒的效果最顯著。Zr還可以縮短Mg-Zn合金的結晶溫度區(qū)間，從而提高合金耐蝕性以及降低合金熱裂傾向[54]。因此ZK系合金的強度一般較高，關于該系合金的設計開發(fā)有很多，尤以ZK60合金研究比較成熟，商用比較成功。為了進一步提高ZK系合金的強度，很多學者對其熱處理工藝做了很多優(yōu)化工作。陳[55]等人優(yōu)化了ZK60軋制板材的熱處理工藝（375℃/3h＋175℃/10h），并發(fā)現(xiàn)熱處理后合金中析出相2’β中含有Zr元素，而1’β中則不含Zr。李[56]等人把ZK60鑄錠在400℃固溶2小時后，時效時間固定為10h時，得到其峰值時效溫度為170℃。張等人[57]對鑄態(tài)ZK60在420℃固溶3小時后進行時效處理，得到時效時間在12h時的峰值時效溫度為190℃�？梢钥闯�，大部分學者優(yōu)化的結果都很接近。除了熱處理工藝的優(yōu)化，Robson建立了研究其相析出行為與強度變化的模型，對該合金的設計有很好的指導作用[54]。Ti與Zr有相似的物理性質。它們熔點高，位于元素周期表的同一族；同時它們在鎂中的固溶度都很低且與鎂不發(fā)生合金化反應生成新相；在二元相圖的富鎂端均存在一個包晶反應，這被認為是Zr與Ti作為鎂合金形核核心的一個依據(jù)。因此，Mg-Zn-Ti合金與ZK合金在工藝條件方面可能會有很多共同點，而上述熱處理工藝的研究成果可為Mg-Zn-Ti合金熱處理工藝的制定提供參考。然而由于合金組元成分及工藝

重慶大學碩士學位論文1緒論11各相化學位相等的原理實現(xiàn)相圖計算。相圖計算過程可概括為三點[70]：一、確定體系中的相及其對應的熱力學模型，獲得描述各相吉布斯自由能的表達式并整理編寫為數(shù)據(jù)庫文件；二、將數(shù)據(jù)庫導入熱力學軟件，計算系統(tǒng)平衡條件下的相組成與相成分；三、根據(jù)實測熱力學數(shù)據(jù)對各項參數(shù)進行優(yōu)化。圖1.3為相圖計算基本步驟的示意圖。圖1.3相圖計算步驟示意圖Fig.1.3Theschematicdiagramofphasediagramcalculationsteps1.5.2相圖計算的熱力學模型相圖計算的熱力學模型表現(xiàn)為一系列吉布斯自由能的函數(shù)表達式，其建立方法主要有兩種：一種是直接根據(jù)學者提出的描述體系吉布斯自由能的熱力學模型建模，一般是具有一定物理意義的物理模型；另一種是根據(jù)相關實驗數(shù)據(jù)直接數(shù)學擬合得到，它們一般是不存在物理意義或被賦予物理意義的數(shù)學模型。1純物質通常情況下，在壓力一定時，純物質Gibbs自由能只與溫度有關，SGTE(ScientificGroupThermodataEurope)數(shù)據(jù)庫中可查到各元素的吉布斯自由能表達式[71]，其通用形式如下:231G=abTcTlnTdTeTfT（1.5）式（1.5）中，T為溫度，a，b，c，d，e，f為待定擬合系數(shù)。2固溶體相固溶體相主要有三種模型：理想熔體、規(guī)則熔體和亞規(guī)則熔體。若設某體系

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3022202