Gd添加與擠壓變形對Mg-Al-Si-Gd合金顯微組織和力學性能的影響
發(fā)布時間:2021-03-07 06:08
本文制備了Mg-4Al-1Si-xGd(x=0,1和2)合金,研究不同Gd含量對Mg-4Al-1Si-xGd(x=0,1和2)合金顯微組織及力學性能的影響,同時進一步探索稀土元素Gd對Mg2Si相的細化作用和機理。對固溶處理過的合金進行熱擠壓變形,研究Mg-4Al-1Si-xGd(x=0,1和2)合金在熱擠壓過程中的組織和力學性能的變化與Gd含量的內(nèi)在聯(lián)系。選取擠壓后組織較為均勻且塑性最高的合金進行兩道次的等通道轉(zhuǎn)角擠壓。探索Mg-Al-Si-Gd合金在組合變形過程中的微觀組織演變規(guī)律和力學性能增強機理。揭示組合變形工藝對析出相的影響規(guī)律,闡明其對合金材料的力學性能變化的影響,揭示析出相和碎化的Mg2Si相對變形鎂合金的強化機制。研究結(jié)果表明,在Mg-4Al-1Si合金中引入稀土元素Gd后,可以在部分Mg2Si相上生成新的顆粒狀Si3Gd5相,使其由大尺寸魚骨狀變?yōu)槎绦U狀,含量較少的Mg17Al12相以孤島狀存在,并均勻地分布在基體...
【文章來源】:太原理工大學山西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:71 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
純鎂的密排六方晶體結(jié)構(gòu)及主要的晶向與晶面分布
具有高強度和高韌性的綜合力學性能的鎂合金研發(fā)進展緩慢。盡管我國是鎂儲量大國,卻遠遠不是強國。我國在原鎂等初級鎂產(chǎn)品的生產(chǎn)方界領(lǐng)先地位,但是大量的未加工的鎂原材料被出口,極少被用于國內(nèi)工業(yè)發(fā),我國對鎂合金的研究進展緩慢,對鎂合金的應(yīng)用較為狹窄。所以急需大力支的研究工作,研發(fā)各種性能優(yōu)異的鎂合金,進一步提高我國在世界鎂合金行業(yè),完成鎂資源大國到?jīng)]資源強國的轉(zhuǎn)變。鎂合金優(yōu)缺點明顯也說明其具有光明的科研及應(yīng)用前景。 鎂合金的應(yīng)用質(zhì)決定用途。鎂合金鮮明的優(yōu)點為鎂合金的廣泛應(yīng)用提供了可行性,而其缺又警示我們必須不斷深入科研,解決材料固有的結(jié)構(gòu)缺點,才能進一步擴展鎂用領(lǐng)域。隨著鎂資源的開采,鎂合金提煉與材料加工技術(shù)的不斷發(fā)展,使得鎂件加工應(yīng)用成本的不斷降低。近年來,鎂合金材料在車輛工程、3C 電子產(chǎn)品
移是金屬及合金的主要變形機制。晶體總是沿著原子排列的密排面也就是滑移,滑移方向是原子密排方向。不同的晶格類型決定了可開動的滑移系數(shù)量體滑移的難易程度不同。如圖 1-1 所示,鎂及鎂合金的晶體結(jié)構(gòu)為密排六方結(jié)列的密排面是(0001),原子的密排方向是<1120>。因此,室溫時鎂合金的滑面(0001)<1120>滑移,僅可以提供兩個獨立滑移系。而獨立滑移系的數(shù)量是性的重要指標,所以密排六方結(jié)構(gòu)的鎂合金室溫塑性極低。當合金溫度提面滑移和<a>錐面滑移也隨之啟動,合金塑性得到提高,此時變形機制主要是和錐面上的交滑移。當溫度進一步升高時,<c+a>錐面滑移也被啟動,合金提高,所以鎂合金的塑性變形經(jīng)常在 250℃以上進行[62]。另外,各晶面的密c 和 a 的比值影響,因此,當鎂合金中加入造成晶格畸變的元素時,c/a 的值可降,導致柱面滑移被激活,提高了合金較低溫度下的塑性。圖 1-3 鎂合金中的滑移系Fig 1-3 Slip system in magnesium alloys
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Ca含量對Mg-3Al-xCa-0.3Mn鎂合金組織和性能的影響[J]. 胡文義,樂啟熾. 鑄造. 2018(09)
[2]ECAP變形對Mg2Si增強耐熱鎂合金組織及性能的影響[J]. 韓富銀,張俊,張毅,楊寶成,馬盈. 材料科學與工藝. 2017(06)
[3]A Review on Casting Magnesium Alloys:Modification of Commercial Alloys and Development of New Alloys[J]. Fusheng Pan,Mingbo Yang,Xianhua Chen. Journal of Materials Science & Technology. 2016(12)
[4]Modification and refinement effects of Sb and Sr on Mg17Al12 and Mg2Si phases in Mg-12Al-0.7Si alloy[J]. Zhi-wen Wang,Hong-xia Wang,Jia-lin Gong,Ming Li,Wei-li Cheng,Wei Liang. China Foundry. 2016(05)
[5]稀土元素對AZ31鎂合金組織和力學性能的影響[J]. 沈楓,董強. 鑄造技術(shù). 2016(08)
[6]強制對流攪拌流變壓鑄AZ91D鎂合金的組織與性能[J]. 祁明凡,康永林,周冰,朱國明,張歡歡. 金屬學報. 2015(06)
[7]Mg-Al-Mn系鎂合金的研究現(xiàn)狀與展望[J]. 陳陽,吳震,王金輝. 材料導報. 2015(S1)
[8]Mg-4Al-1RE-xCa耐熱鎂合金的組織和性能[J]. 徐道芬. 特種鑄造及有色合金. 2015(04)
[9]Mg-Al-Si(AS)系耐熱鎂合金的研究進展[J]. 李闖. 陜西理工學院學報(自然科學版). 2014(05)
[10]固溶處理對Sr變質(zhì)鎂合金中共晶Mg2Si的影響[J]. 任磊,郭學鋒,崔紅保. 鑄造. 2014(07)
博士論文
[1]流變擠壓鑄造AZ91-Ca合金微觀組織和力學行為研究[D]. 張揚.上海交通大學 2015
[2]初始取向及變形條件對AZ31鎂合金壓縮塑性行為影響的研究[D]. 汪炳叔.重慶大學 2012
[3]往復(fù)擠壓鎂合金的組織結(jié)構(gòu)與力學性能研究[D]. 陳勇軍.上海交通大學 2007
[4]擠壓變形Mg-Al和Mg-Zn系鎂合金的力學行為[D]. 李鋒.大連理工大學 2006
碩士論文
[1]ECAP擠壓對Sr、Sb變質(zhì)處理Mg12Al-0.7Si合金組織與性能的影響[D]. 龔家林.太原理工大學 2012
[2]Ca及Ca、Nd對鎂鋁基合金顯微組織和力學性能的影響[D]. 周楊.太原理工大學 2011
[3]ECAP變形及二次擠壓對Mg-Zn-Ca-Mn合金組織與性能的影響[D]. 宋鵬.哈爾濱工業(yè)大學 2010
[4]Ca、Sr對AS21合金組織及性能的影響[D]. 王巖.鄭州大學 2010
本文編號:3068535
【文章來源】:太原理工大學山西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:71 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
純鎂的密排六方晶體結(jié)構(gòu)及主要的晶向與晶面分布
具有高強度和高韌性的綜合力學性能的鎂合金研發(fā)進展緩慢。盡管我國是鎂儲量大國,卻遠遠不是強國。我國在原鎂等初級鎂產(chǎn)品的生產(chǎn)方界領(lǐng)先地位,但是大量的未加工的鎂原材料被出口,極少被用于國內(nèi)工業(yè)發(fā),我國對鎂合金的研究進展緩慢,對鎂合金的應(yīng)用較為狹窄。所以急需大力支的研究工作,研發(fā)各種性能優(yōu)異的鎂合金,進一步提高我國在世界鎂合金行業(yè),完成鎂資源大國到?jīng)]資源強國的轉(zhuǎn)變。鎂合金優(yōu)缺點明顯也說明其具有光明的科研及應(yīng)用前景。 鎂合金的應(yīng)用質(zhì)決定用途。鎂合金鮮明的優(yōu)點為鎂合金的廣泛應(yīng)用提供了可行性,而其缺又警示我們必須不斷深入科研,解決材料固有的結(jié)構(gòu)缺點,才能進一步擴展鎂用領(lǐng)域。隨著鎂資源的開采,鎂合金提煉與材料加工技術(shù)的不斷發(fā)展,使得鎂件加工應(yīng)用成本的不斷降低。近年來,鎂合金材料在車輛工程、3C 電子產(chǎn)品
移是金屬及合金的主要變形機制。晶體總是沿著原子排列的密排面也就是滑移,滑移方向是原子密排方向。不同的晶格類型決定了可開動的滑移系數(shù)量體滑移的難易程度不同。如圖 1-1 所示,鎂及鎂合金的晶體結(jié)構(gòu)為密排六方結(jié)列的密排面是(0001),原子的密排方向是<1120>。因此,室溫時鎂合金的滑面(0001)<1120>滑移,僅可以提供兩個獨立滑移系。而獨立滑移系的數(shù)量是性的重要指標,所以密排六方結(jié)構(gòu)的鎂合金室溫塑性極低。當合金溫度提面滑移和<a>錐面滑移也隨之啟動,合金塑性得到提高,此時變形機制主要是和錐面上的交滑移。當溫度進一步升高時,<c+a>錐面滑移也被啟動,合金提高,所以鎂合金的塑性變形經(jīng)常在 250℃以上進行[62]。另外,各晶面的密c 和 a 的比值影響,因此,當鎂合金中加入造成晶格畸變的元素時,c/a 的值可降,導致柱面滑移被激活,提高了合金較低溫度下的塑性。圖 1-3 鎂合金中的滑移系Fig 1-3 Slip system in magnesium alloys
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Ca含量對Mg-3Al-xCa-0.3Mn鎂合金組織和性能的影響[J]. 胡文義,樂啟熾. 鑄造. 2018(09)
[2]ECAP變形對Mg2Si增強耐熱鎂合金組織及性能的影響[J]. 韓富銀,張俊,張毅,楊寶成,馬盈. 材料科學與工藝. 2017(06)
[3]A Review on Casting Magnesium Alloys:Modification of Commercial Alloys and Development of New Alloys[J]. Fusheng Pan,Mingbo Yang,Xianhua Chen. Journal of Materials Science & Technology. 2016(12)
[4]Modification and refinement effects of Sb and Sr on Mg17Al12 and Mg2Si phases in Mg-12Al-0.7Si alloy[J]. Zhi-wen Wang,Hong-xia Wang,Jia-lin Gong,Ming Li,Wei-li Cheng,Wei Liang. China Foundry. 2016(05)
[5]稀土元素對AZ31鎂合金組織和力學性能的影響[J]. 沈楓,董強. 鑄造技術(shù). 2016(08)
[6]強制對流攪拌流變壓鑄AZ91D鎂合金的組織與性能[J]. 祁明凡,康永林,周冰,朱國明,張歡歡. 金屬學報. 2015(06)
[7]Mg-Al-Mn系鎂合金的研究現(xiàn)狀與展望[J]. 陳陽,吳震,王金輝. 材料導報. 2015(S1)
[8]Mg-4Al-1RE-xCa耐熱鎂合金的組織和性能[J]. 徐道芬. 特種鑄造及有色合金. 2015(04)
[9]Mg-Al-Si(AS)系耐熱鎂合金的研究進展[J]. 李闖. 陜西理工學院學報(自然科學版). 2014(05)
[10]固溶處理對Sr變質(zhì)鎂合金中共晶Mg2Si的影響[J]. 任磊,郭學鋒,崔紅保. 鑄造. 2014(07)
博士論文
[1]流變擠壓鑄造AZ91-Ca合金微觀組織和力學行為研究[D]. 張揚.上海交通大學 2015
[2]初始取向及變形條件對AZ31鎂合金壓縮塑性行為影響的研究[D]. 汪炳叔.重慶大學 2012
[3]往復(fù)擠壓鎂合金的組織結(jié)構(gòu)與力學性能研究[D]. 陳勇軍.上海交通大學 2007
[4]擠壓變形Mg-Al和Mg-Zn系鎂合金的力學行為[D]. 李鋒.大連理工大學 2006
碩士論文
[1]ECAP擠壓對Sr、Sb變質(zhì)處理Mg12Al-0.7Si合金組織與性能的影響[D]. 龔家林.太原理工大學 2012
[2]Ca及Ca、Nd對鎂鋁基合金顯微組織和力學性能的影響[D]. 周楊.太原理工大學 2011
[3]ECAP變形及二次擠壓對Mg-Zn-Ca-Mn合金組織與性能的影響[D]. 宋鵬.哈爾濱工業(yè)大學 2010
[4]Ca、Sr對AS21合金組織及性能的影響[D]. 王巖.鄭州大學 2010
本文編號:3068535
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