本文關(guān)鍵詞：Mg-Zn-Sm-Zr合金的組織及力學(xué)性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：鎂合金作為一種廣泛使用的理想材料,具有一系列的優(yōu)點(diǎn),它不僅質(zhì)輕、比強(qiáng)度高、電磁屏蔽能力強(qiáng),而且減振性好、壓鑄工藝性優(yōu)良、熱疲勞性能好、導(dǎo)熱性好,而且易于二次利用,但由于機(jī)械加工性能以及高溫蠕變性能較差,限制了其應(yīng)用范圍。眾所周知,稀土元素作為廣泛使用的合金化元素,對合金常溫高溫機(jī)械力學(xué)性能及高溫蠕變性能有很好的強(qiáng)化效果,以Mg-Gd系、WE系合金為代表的重稀土鎂合金因具有出眾的加工強(qiáng)化特性和耐熱性而普遍受到關(guān)注,但成本較高是這兩類合金在工業(yè)化鎂合金領(lǐng)域中未能實(shí)現(xiàn)廣泛應(yīng)用的主要制約因素。目前,在汽車、航空航天、軍工等領(lǐng)域內(nèi),國家對能夠替代ZM6合金的、在150℃-200℃溫度區(qū)間服役的低成本耐熱變形鎂合金的研發(fā)有著強(qiáng)烈的產(chǎn)業(yè)化需求。新型低成本耐熱變形鎂合金的開發(fā)逐漸成為熱點(diǎn)。本文通過添加稀土元素Sm,并通過改變Zn元素的含量來探討稀土鎂合金的顯微組織和力學(xué)性能的變化。具體研究工作如下:首先,采用重力鑄造制備Mg-x Zn-4Sm-0.5Zr(x=0,1.0wt.%,2.0wt.%,3.0wt.%,4.0wt.%)合金,研究了Zn元素的含量變化對鑄態(tài)和固溶態(tài)合金的顯微組織結(jié)構(gòu)、綜合力學(xué)性能的影響;隨后,利用熱擠壓制備變形鎂合金,并采用多種測試手段來表征Zn元素對合金微觀組織和力學(xué)性能的影響,探討鎂合金晶粒大小、織構(gòu)變化對變形鎂合金力學(xué)性能的影響。實(shí)驗(yàn)表明,鑄態(tài)Mg-4Sm-0.5Zr合金的晶粒大小平均為35μm左右,晶界附近和晶粒內(nèi)部存在少量的共晶化合物Mg41Sm5,但晶界比較細(xì)直,沒有粗大共晶相的存在。隨著Zn元素的加入,晶粒尺寸沒有明顯變化,但晶界處出現(xiàn)了粗大的化合物(Mg,Zn)3Sm,且數(shù)量隨著Zn含量的增大而逐漸增加,這表明Zn元素對阻止晶粒在固溶處理中長大的效果不如Zr元素的效果明顯。熱擠壓變形Mg-x Zn-4Sm-0.5Zr合金組織由一些細(xì)小的等軸晶(5μm)以及一些沿ED方向長大的晶粒組成,晶內(nèi)的第二相平行于擠壓方向呈條帶狀均勻分布。擠壓變形導(dǎo)致第二相(Mg41Sm5)破碎成細(xì)小的顆粒,釘扎在晶界附近,阻礙滑移的運(yùn)動,并沿ED方向線性分布,其中粗大的(Mg,Zn)3Sm相同樣發(fā)生破碎,形成相對尺寸較大的顆粒隨機(jī)的分散在晶體內(nèi)部。Zn元素含量的變化對擠壓態(tài)合金力學(xué)強(qiáng)度的影響主要表現(xiàn)在,隨著Zn元素的加入,擠壓態(tài)合金的力學(xué)強(qiáng)度呈升高趨勢,合金強(qiáng)度大小順序?yàn)镸g-4Zn-4Sm-0.5ZrMg-Zn-4Sm-0.5ZrMg-3Zn-4Sm-0.5ZrMg-2Zn-4Sm-0.5ZrMg-4Sm-0.5Zr,塑性大小順序?yàn)镸g-2Zn-4Sm-0.5ZrMg-4Zn-4Sm-0.5ZrMg-3Zn-4Sm-0.5ZrMg-4Sm-0.5ZrMg-Zn-4Sm-0.5Zr。
【關(guān)鍵詞】：Zn元素 Mg-4Sm-0.5Zr合金 顯微組織 力學(xué)性能 擠壓
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG146.22
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-25
• 1.1 研究背景、目的及意義11-14
• 1.2 鎂合金的強(qiáng)化機(jī)制14-17
• 1.2.1 鎂合金固溶強(qiáng)化14-15
• 1.2.2 鎂合金析出強(qiáng)化15-16
• 1.2.3 鎂合金細(xì)晶強(qiáng)化16-17
• 1.2.4 鎂合金彌散強(qiáng)化17
• 1.3 稀土對鎂合金的影響17-22
• 1.3.1 輕稀土對鎂合金的影響19-20
• 1.3.2 重稀土對鎂合金的影響20-22
• 1.4 鎂合金的高溫強(qiáng)化機(jī)制22-23
• 1.5 Zn元素在鎂合金的應(yīng)用及發(fā)展現(xiàn)狀23-24
• 1.6 本論文的主要研究內(nèi)容24-25
• 第2章 實(shí)驗(yàn)方案及研究方法25-35
• 2.1 實(shí)驗(yàn)技術(shù)路線25-26
• 2.2 原材料和成分設(shè)計26-27
• 2.2.1 原材料準(zhǔn)備26
• 2.2.2 鎂合金成分設(shè)計26-27
• 2.3 實(shí)驗(yàn)材料制備27-31
• 2.3.1 鑄態(tài)合金制備27-28
• 2.3.2 固溶處理28-29
• 2.3.3 熱擠壓變形29-31
• 2.3.4 時效處理31
• 2.4 微觀組織觀察和分析31-33
• 2.4.1 金相顯微組織觀察31-32
• 2.4.2 掃描電鏡顯微組織觀察及能譜分析32-33
• 2.4.3 X射線衍射分析和相分析33
• 2.4.4 透射電鏡顯微組織觀察及相分析33
• 2.5 合金力學(xué)性能測試33-35
• 第3章 鑄態(tài)及固溶態(tài)合金組織和力學(xué)性能35-53
• 3.1 鑄態(tài)Mg-xZn-4Sm-0.5Zr合金組織及力學(xué)性能35-43
• 3.1.1 鑄態(tài)Mg-xZn-4Sm-0.5Zr合金的顯微組織結(jié)構(gòu)35-40
• 3.1.2 鑄態(tài)Mg-xZn-4Sm-0.5Zr合金的力學(xué)性能40-41
• 3.1.3 鑄態(tài)Mg-xZn-4Sm-0.5Zr合金的斷裂行為41-43
• 3.2 固溶態(tài)Mg-xZn-4Sm-0.5Zr合金組織及力學(xué)性能43-51
• 3.2.1 固溶態(tài)Mg-xZn-4Sm-0.5Zr合金顯微組織結(jié)構(gòu)43-49
• 3.2.2 XRD物相組成分析49-51
• 3.3 本章小結(jié)51-53
• 第4章 擠壓態(tài)及時效態(tài)合金組織和力學(xué)性能53-71
• 4.1 擠壓態(tài)Mg-xZn-4Sm-0.5Zr合金組織及力學(xué)性能53-64
• 4.1.1 擠壓態(tài)Mg-xZn-4Sm-0.5Zr合金顯微組織結(jié)構(gòu)53-59
• 4.1.2 擠壓態(tài)Mg-xZn-4Sm-0.5Zr合金的室溫力學(xué)性能59-60
• 4.1.3 擠壓態(tài)Mg-xZn-4Sm-0.5Zr合金的室溫斷裂行為60-61
• 4.1.4 擠壓態(tài)Mg-xZn-4Sm-0.5Zr合金的高溫力學(xué)性能61-63
• 4.1.5 擠壓態(tài)Mg-xZn-4Sm-0.5Zr合金的高溫斷裂行為63-64
• 4.2 擠壓時效態(tài)Mg-xZn-4Sm-0.5Zr合金組織及力學(xué)性能64-69
• 4.2.1 擠壓時效態(tài)Mg -x Zn-4Sm-0.5Zr合金組織64-67
• 4.2.2 擠壓時效態(tài)Mg-xZn-4Sm-0.5Zr合金力學(xué)性能67-69
• 4.3 本章小結(jié)69-71
• 第5章 結(jié)論71-73
• 參考文獻(xiàn)73-79
• 致謝79-80

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本文編號：373550