發(fā)布時(shí)間：2021-02-07 12:08

　　鎂合金作為綠色輕質(zhì)金屬結(jié)構(gòu)材料,具有比強(qiáng)度、比剛度高、減震性好、易于回收等優(yōu)點(diǎn)。其中,Mg-Zn系合金是商業(yè)應(yīng)用最廣泛的鎂合金之一,其強(qiáng)度較高、時(shí)效硬化效果顯著,但是該系合金鑄造性能欠佳,易產(chǎn)生嚴(yán)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(duì)改善合金的鑄態(tài)組織顯示了一定的潛力,而且,當(dāng)Ti以Zn-Mg-Ti中間合金的方式加入鎂時(shí),得到的合金鑄態(tài)組織晶粒細(xì)小,且力學(xué)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(shí),Zn-Mg-Ti中間合金（包括合金成分、組織形貌等）對(duì)鑄態(tài)組織、性能及凝固行為的影響規(guī)律,以及Ti對(duì)Mg-Zn合金的作用機(jī)理尚有待進(jìn)一步研究。針對(duì)上述問(wèn)題,本文研究了中間合金及Ti元素對(duì)Mg-Zn合金組織、性能及凝固行為的影響。首先,通過(guò)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(lái)源】：重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

第二相強(qiáng)化機(jī)制示意圖

重慶大學(xué)碩士學(xué)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(diǎn)的金屬元素，位于元素周期表的第四副族，通過(guò)向Mg合金中加入少量的Zr可以顯著細(xì)化晶粒，獲得良好的綜合性能[53]，文獻(xiàn)表明，當(dāng)Zr含量為0.6wt.%～0.8wt.%時(shí)，細(xì)化晶粒的效果最顯著。Zr還可以縮短Mg-Zn合金的結(jié)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(qiáng)度一般較高，關(guān)于該系合金的設(shè)計(jì)開(kāi)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(jìn)一步提高ZK系合金的強(qiáng)度，很多學(xué)者對(duì)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(shí)后，時(shí)效時(shí)間固定為10h時(shí)，得到其峰值時(shí)效溫度為170℃。張等人[57]對(duì)鑄態(tài)ZK60在420℃固溶3小時(shí)后進(jìn)行時(shí)效處理，得到時(shí)效時(shí)間在12h時(shí)的峰值時(shí)效溫度為190℃�？梢钥闯�，大部分學(xué)者優(yōu)化的結(jié)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(qiáng)度變化的模型，對(duì)該合金的設(shè)計(jì)有很好的指導(dǎo)作用[54]。Ti與Zr有相似的物理性質(zhì)。它們?nèi)埸c(diǎn)高，位于元素周期表的同一族；同時(shí)它們?cè)阪V中的固溶度都很低且與鎂不發(fā)生合金化反應(yīng)生成新相；在二元相圖的富鎂端均存在一個(gè)包晶反應(yīng)，這被認(rèn)為是Zr與Ti作為鎂合金形核核心的一個(gè)依據(jù)。因此，Mg-Zn-Ti合金與ZK合金在工藝條件方面可能會(huì)有很多共同點(diǎn)，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(xué)碩士學(xué)位論文1緒論11各相化學(xué)位相等的原理實(shí)現(xiàn)相圖計(jì)算。相圖計(jì)算過(guò)程可概括為三點(diǎn)[70]：一、確定體系中的相及其對(duì)應(yīng)的熱力學(xué)模型，獲得描述各相吉布斯自由能的表達(dá)式并整理編寫(xiě)為數(shù)據(jù)庫(kù)文件；二、將數(shù)據(jù)庫(kù)導(dǎo)入熱力學(xué)軟件，計(jì)算系統(tǒng)平衡條件下的相組成與相成分；三、根據(jù)實(shí)測(cè)熱力學(xué)數(shù)據(jù)對(duì)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。圖1.3為相圖計(jì)算基本步驟的示意圖。圖1.3相圖計(jì)算步驟示意圖Fig.1.3Theschematicdiagramofphasediagramcalculationsteps1.5.2相圖計(jì)算的熱力學(xué)模型相圖計(jì)算的熱力學(xué)模型表現(xiàn)為一系列吉布斯自由能的函數(shù)表達(dá)式，其建立方法主要有兩種：一種是直接根據(jù)學(xué)者提出的描述體系吉布斯自由能的熱力學(xué)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(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)直接數(shù)學(xué)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(xué)模型。1純物質(zhì)通常情況下，在壓力一定時(shí)，純物質(zhì)Gibbs自由能只與溫度有關(guān)，SGTE(ScientificGroupThermodataEurope)數(shù)據(jù)庫(kù)中可查到各元素的吉布斯自由能表達(dá)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(shè)某體系

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3022202