隨著當(dāng)前社會能源進(jìn)一步緊張,以及航空航天、汽車、信息等對于金屬材料用量巨大的高精尖行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展,鎂合金作為比強(qiáng)度最高的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料,受到了極大的關(guān)注。然而,與其他工程結(jié)構(gòu)材料如鋼、鋁等相比,鎂合金仍然存在許多不足,最亟待解決的便是其力學(xué)性能和耐蝕性能較差的問題。因此,開發(fā)高強(qiáng)度高耐蝕性能的新型鎂合金的需要是十分迫切的。根據(jù)文獻(xiàn)調(diào)研和前期研究結(jié)果,發(fā)現(xiàn)Mg-Sc二元合金具有相對較好的力學(xué)性能和耐蝕性能,然而仍具有非常大的改進(jìn)空間。本課題在前期將多種元素作為第三元添加到Mg-Sc二元體系中,篩選認(rèn)為Y元素對于合金性能尤其是耐蝕性能的改善較為明顯,因此,本文主要討論在Mg-Sc二元合金中加入Y元素,制備出Mg-5Sc-0.5Y、Mg-5Sc-1Y、Mg-5Sc-2Y、Mg-5Sc-3Y、Mg-5Sc-3.5Y五種成分的Mg-Sc-Y三元合金,并與Mg-5Sc相對比,通過金相顯微鏡（OM）、X射線衍射儀（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）、萬能測試機(jī)、維氏硬度測試儀、電化學(xué)工作站等多種表征手段,研究了Mg-Sc和Mg-Sc-Y合金的微觀組織、力學(xué)性能和耐蝕性能等,... 

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

Mg的密排六方晶體結(jié)構(gòu)及主要晶面[2]

上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文-8-圖1-2Al含量對Mg-Al合金力學(xué)性能影響[4]Fig.1-2EffectofAlcontentonthemechanicalpropertiesofMg-Alalloy2、Mg-Zn合金Zn作為鎂的合金添加元素的使用頻率僅次于Al，對Mg的強(qiáng)化效果也非常好。Zn在Mg中最大固溶度約為6wt.%左右且隨著溫度降低急速降低，至室溫時約為2wt.%[3]。Boehlert等[6]研究了多種Mg-Zn二元合金的顯微組織和力學(xué)性能發(fā)現(xiàn)，合金的顯微組織細(xì)化程度、屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度均隨著Zn含量的增加而增大，其中Mg-2.9wt.%Zn的延伸率為16.9%，遠(yuǎn)高于純Mg的延伸率1.8%。此外有研究發(fā)現(xiàn)，在Mg-Al二元合金中加入Zn時，當(dāng)Al含量小于8wt.%時，Zn含量的增加有利于提高合金抗拉強(qiáng)度，但會降低合金的延伸率；當(dāng)Al含量大于8wt.%時，Zn含量的增加會降低合金的抗拉強(qiáng)度，但能夠提高合金的延伸率[7]。Yin等[8]發(fā)現(xiàn)，在Mg-Mn二元合金中加入少于3wt.%的Zn時，顯微組織得到明顯細(xì)化，屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度得到顯著提高，當(dāng)Zn含量為2wt.%時，延伸率最大。3、Mg-Mn合金Mn在Mg中的固溶度非常低，約為2wt.%左右。Mn在鎂中有細(xì)化晶粒的作Al(Wt%)

上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文-9-用[9]，但不會與Mg形成化合物，以單質(zhì)形式存在，因此錳對于改善鎂的力學(xué)性能作用并不明顯。4、Mg-Ca合金Ca在Mg中的固溶度極低，常溫下幾乎不固溶[3]。Zhang等[10]研究了Mg-Zn-Mn-Ca合金的微觀組織和力學(xué)性能，發(fā)現(xiàn)隨著Ca的增加合金晶粒尺寸減小，同時第二相的含量升高，當(dāng)Ca的含量為0.5wt.%時，合金具有更高的屈服強(qiáng)度，但當(dāng)Ca含量達(dá)到1wt.%時，該合金的抗拉強(qiáng)度和延伸率均有所降低。Li等[11]研究了不同成分的Mg-Ca合金的力學(xué)性能，發(fā)現(xiàn)當(dāng)Ca的含量從1wt.%增加到3wt.%時，合金的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度乃至延伸率都隨著Ca含量的升高而降低，如圖1-3所示。圖1-3Mg-Ca二元合金的力學(xué)性能[11]Fig.1-3MechanicalpropertiesofMg-Caalloy1.3鎂合金腐蝕性能研究現(xiàn)狀1.3.1鎂合金的腐蝕機(jī)理鎂腐蝕的總反應(yīng)式如下：Mg+H2O→Mg(OH)2+H2（1-3）1086420250200150100500YSUTSElongas-castMg-1Caas-castMg-2Caas-castMg-3Caas-rolledMg-1Caas-extrudedMg-1Ca

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]熱擠壓后純鎂的組織與力學(xué)性能研究[J]. 雷維維,梁偉,黃志軍.  熱加工工藝. 2016(23)
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[4]鎂合金的腐蝕與防護(hù)研究進(jìn)展[J]. 李海燕,李志生,張世珍,孫春龍,王紅.  腐蝕與防護(hù). 2010(11)
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[6]Sc對AZ91鎂合金耐蝕性能的影響[J]. 姚素娟,易丹青,梁冬梅,李旺興.  稀有金屬材料與工程. 2008(02)
[7]Mg-Al系耐熱鎂合金中的合金元素及其作用[J]. 楊明波,潘復(fù)生,李忠盛,張靜.  材料導(dǎo)報. 2005(04)
[8]稀土在耐熱鎂合金中的應(yīng)用[J]. 郭旭濤,李培杰,曾大本.  稀土. 2002(02)

博士論文
[1]Mg-Al系鎂合金及稀土元素（Ce，La）合金化后微觀結(jié)構(gòu)和腐蝕行為的研究[D]. 劉文娟.浙江大學(xué) 2012



本文編號：3355309