鎂合金擁有較高的比強(qiáng)度、良好的阻尼減震性能、良好的導(dǎo)熱性、良好的靜電屏蔽性和較低的密度等優(yōu)點(diǎn),作為當(dāng)前最輕的、綠色的金屬材料。在航空航天、汽車、醫(yī)療器械、3C等領(lǐng)域有著良好的的應(yīng)用前景。然而,但由于其耐腐蝕性能和耐高溫性能差,很大程度上限制了鎂合金在高溫和有腐蝕的環(huán)境下的應(yīng)用。因此,開發(fā)研究耐熱鎂合金已經(jīng)成為研究熱點(diǎn)。合金化、細(xì)晶強(qiáng)化、第二相強(qiáng)化、形變強(qiáng)化等方式能夠提高鎂合金的綜合性能;另外離心鑄造成型工藝也能改善組織,從而提高合金的耐熱性能�；诖�,設(shè)計(jì)構(gòu)建Mg-10Gd-2.5Y-0.1Zr合金,采用常規(guī)鑄態(tài)和離心鑄造方法制備了鑄態(tài)Mg-10Gd-2.5Y-0.1Zr鎂合金,并對(duì)鑄態(tài)合金進(jìn)行熱軋變形。采用光學(xué)顯微鏡（OM）、掃描電子顯微鏡（SEM）、X射線衍射儀（XRD）、EDS能譜儀對(duì)鑄態(tài)、軋制態(tài)試驗(yàn)合金的微觀組織及相組成進(jìn)行了觀察與分析;對(duì)合金不同溫度下的力學(xué)性能進(jìn)行了測(cè)試。主要研究工作與成果如下:（1）系統(tǒng)分析了常規(guī)鑄態(tài)和離心鑄態(tài)Mg-10Gd-2.5Y-0.1Zr合金的微觀組織。鑄態(tài)Mg-10Gd-2.5Y-0.1Zr合金主要由基體相α-Mg相、Mg₂₄

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

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純鎂的晶格結(jié)構(gòu)：(a)原子位置(b)主要晶面(c)主要晶向Fig1.1Crystallatticestructureofpuremagnesium：(a)Atomicposition；

重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文2合金試樣制備及實(shí)驗(yàn)方法122合金試樣制備及實(shí)驗(yàn)方法2.1實(shí)驗(yàn)工藝流程圖2.1實(shí)驗(yàn)工藝流程圖Fig2.1Experimentalprocessdiagram2.2合金成分的設(shè)計(jì)由于純鎂的腐蝕性能和力學(xué)性能不佳，一般不會(huì)在工業(yè)中作直接使用，會(huì)向合金中加入一些元素。本文通過(guò)在純鎂中加入Gd、Y、Zr元素對(duì)鎂進(jìn)行合金化處理，以提高合金的腐蝕性能和綜合力學(xué)性能。如下是對(duì)各種元素含量占比的確定進(jìn)行了探討。①Gd含量的設(shè)定稀土Gd元素能夠改善充型能力、細(xì)化晶粒和提高抗蠕變性能，能與鎂形成高熔點(diǎn)的第二相。一些學(xué)者已經(jīng)報(bào)道了Mg-Gd-Y系列合金中，Gd的含量在8到12之間綜合性能較好。因此本實(shí)驗(yàn)選擇Gd的質(zhì)量占比為10%。②Y含量的設(shè)定稀土Y也能增強(qiáng)鎂合金的高溫耐熱性能，也能改善充型能力和細(xì)化晶粒，而且還能與Mg、Gd形成第二相。一些學(xué)者已經(jīng)報(bào)道了在Mg-10Gd合金系列中加入

重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文2合金試樣制備及實(shí)驗(yàn)方法14高溫服裝、防毒口罩、耐熱手套、頭盔及滅火毯等。③熔煉環(huán)境由于鎂合金較活潑，與空氣接觸易發(fā)生氧化反應(yīng)，會(huì)導(dǎo)致合金燒損，從而造成設(shè)計(jì)成分的偏離，不利于我們的研究，因此在熔煉過(guò)程中通入保護(hù)氣體。為了保證合金的純度、力學(xué)性能以及熔煉過(guò)程的安全。④熔煉工藝流程由于鎂錠和Mg-30Zr，Mg-30Gd，Mg-30Y中間合金放在空氣中，會(huì)與氧反應(yīng)在表面生成氧化物，會(huì)影響合金的純度，所以熔煉前先用240目的砂紙將其表面的氧化皮打磨掉，然后計(jì)算Mg元素及Mg-30Zr、Mg-30Y、Mg-30Gd中間合金的質(zhì)量，并將其稱取出來(lái)。然后將打磨好、稱量好的鎂錠和中間合金放進(jìn)石墨坩堝，然后放進(jìn)加熱到300℃爐中，出去濕氣，再將溫度升到720℃。在此過(guò)程中要持續(xù)通入保護(hù)氣體以防止氧化，當(dāng)鎂錠和中間合金的完全熔化，再保溫12分鐘。當(dāng)時(shí)間到達(dá)時(shí)，打開熔煉爐，對(duì)熔體表面進(jìn)行多次打渣，但速度要快，以防止再次氧化，及澆注過(guò)程中熔渣倒入型腔中，影響合金的組織和性能。將熔煉爐溫度下降到680℃，保溫10分鐘,然后進(jìn)行澆注。合金的整個(gè)熔煉過(guò)程如圖2.2所示。圖2.2鎂合金熔煉過(guò)程圖Fig.2.2Smeltingprocessdiagramofmagnesiumalloy

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Gd含量對(duì)砂型鑄造Mg-Gd-Y合金組織與性能的影響[J]. 任靜,龐松,劉辰,杜喜旺,任政,徐永東,朱秀榮,吳國(guó)華.  特種鑄造及有色合金. 2018(08)
[2]鑄態(tài)Mg-9Gd-4Y-xZn-0.5Zr合金組織和力學(xué)性能[J]. 孟波波,李全安,張興淵,陳曉亞,李志濤.  材料熱處理學(xué)報(bào). 2018(05)
[3]高性能鎂合金凝固組織控制研究現(xiàn)狀與展望[J]. 吳國(guó)華,陳玉獅,丁文江.  金屬學(xué)報(bào). 2018(05)
[4]離心鑄造原位TiAlSi/Al-Si復(fù)合材料的組織與性能研究[J]. 林雪冬,黃笑宇,孫建.  鑄造. 2018(04)
[5]離心鑄造雙金屬?gòu)?fù)合管內(nèi)層組織及力學(xué)性能[J]. 顧劍峰,杜學(xué)銘,張勃,李佳琪.  特種鑄造及有色合金. 2018(03)
[6]離心鑄造半鋼輥環(huán)顆粒增強(qiáng)材料研究[J]. 韓建寧,胡兵,胡志剛.  鑄造技術(shù). 2018(01)
[7]高性能鑄造稀土鎂合金的發(fā)展[J]. 陳巧旺,湯愛濤,許婷熠,王玉容,葉俊華,潘復(fù)生.  材料導(dǎo)報(bào). 2016(17)
[8]稀土元素對(duì)鎂合金組織結(jié)構(gòu)與性能影響的研究進(jìn)展[J]. 胡文鑫,楊正華,陳國(guó)華,曹永存.  稀土. 2014(05)
[9]鑄態(tài)Mg-Sn-Al-Zn合金組織和力學(xué)性能[J]. 田樹科,郭學(xué)鋒.  熱加工工藝. 2014(04)
[10]鎂合金的塑性變形與強(qiáng)化機(jī)理[J]. 郭學(xué)鋒,楊文朋,任昉,延雙鶴.  熱加工工藝. 2012(24)

碩士論文
[1]變形對(duì)Mg-Sn-Zn合金顯微組織和力學(xué)性能的影響[D]. 方丹.重慶大學(xué) 2016
[2]Al對(duì)雙相Mg-Li合金組織及性能的影響研究[D]. 顏磊.重慶大學(xué) 2016
[3]擠壓、軋制變形對(duì)高強(qiáng)度Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金組織性能的影響研究[D]. 黃秀洪.重慶大學(xué) 2015
[4]離心鑄造ZW61和AZ91鎂合金的組織及力學(xué)性能[D]. 王曉佳.沈陽(yáng)理工大學(xué) 2012
[5]Mg-4Al-RE-Ca-Si耐熱鎂合金的組織與性能[D]. 黃德明.四川大學(xué) 2006



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