含長周期堆垛有序(Long-period stacking ordered,LPSO)結(jié)構(gòu)的MgRE(Rare Earth)-Zn變形鎂合金表現(xiàn)出優(yōu)異的室溫和高溫力學性能,已成為開發(fā)高強韌稀土鎂合金的一個重要研究方向。扭折(Deformation kink)是LPSO結(jié)構(gòu)塑性變形過程中的一種重要演變模式,可以同時提高鎂合金的強度和韌性。此外,再結(jié)晶和納米析出相的動態(tài)析出行為是該類合金提高綜合力學性能的另外兩種非常重要的強化機制。因此,很有必要對LPSO結(jié)構(gòu)在塑性變形過程中的演變規(guī)律以及相關(guān)的動態(tài)析出行為進行系統(tǒng)的研究。本論文首先對Mg-Gd-Zn和Mg-Y-Zn兩類稀土鎂合金進行了Li合金化和固溶處理。研究結(jié)果顯示Li的添加對α-Mg相、β-(Mg,Zn)3Gd共晶相、(Mg,Zn)24Y5共晶相、18R以及14H產(chǎn)生了嚴重的影響。主要表現(xiàn)在:Li能夠有效細化α-Mg相的晶粒尺寸;Li可以促進β-(Mg,Zn)3Gd和(Mg,Zn)24Y5共晶相形成,而只有當Li的含量小于1 at.%時才有益于18R析出,當Li的含量大于1 at.%時會嚴重阻礙18R產(chǎn)生。固溶處理后,從Mg-Gd-Z...

【文章頁數(shù)】：148 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 Mg-RE-Zn合金的概述
        1.2.1 鑄造Mg-RE合金
        1.2.2 變形Mg-RE合金
        1.2.3 鑄造Mg-RE-Zn合金
        1.2.4 變形Mg-RE-Zn合金
    1.3 LPSO的概述
        1.3.1 LPSO的模型
        1.3.2 LPSO的類型
        1.3.3 LPSO的形成及轉(zhuǎn)變
        1.3.4 LPSO的扭折變形
    1.4 鎂合金的變形理論基礎(chǔ)
        1.4.1 HCP晶體結(jié)構(gòu)
        1.4.2 HCP中的位錯
        1.4.3 HCP中的滑移系
        1.4.4 鎂合金中的動態(tài)再結(jié)晶行為
    1.5 擬解決的科學問題、研究內(nèi)容、研究目的及技術(shù)路線
        1.5.1 擬解決的科學問題
        1.5.2 研究內(nèi)容
        1.5.3 研究目的
        1.5.4 技術(shù)路線
第2章 試驗方法和分析手段
    2.1 合金的制備
        2.1.1 熔煉設(shè)備及原材料
        2.1.2 合金熔煉
        2.1.3 固溶處理
        2.1.4 熱擠壓
    2.2 微觀組織分析
        2.2.1 差熱分析
        2.2.2 X-射線衍射分析
        2.2.3 光學電子顯微組織分析
        2.2.4 掃描電子顯微組織分析
        2.2.5 電子背散射衍射分析
        2.2.6 透射電子顯微組織分析
    2.3 力學性能測試
        2.3.1 力學性能測試設(shè)備
        2.3.2 拉伸試驗
        2.3.3 壓縮試驗
第3章 Li對Mg96Gd3Zn1合金組織及力學性能的影響
    3.1 引言
    3.2 試驗方法
        3.2.1 成分設(shè)計
        3.2.2 合金制備
    3.3 試驗結(jié)果
        3.3.1 鑄態(tài)合金組織表征
        3.3.2 固溶態(tài)合金組織演變
        3.3.3 擠壓態(tài)合金組織演變
        3.3.4 合金的力學性能
    3.4 討論
        3.4.1 Li對 α-Mg相的影響
        3.4.2 Li對 β-(Mg, Zn)3Gd共晶相的影響
        3.4.3 α-Mg基體中層錯和 14H的動態(tài)析出行為
        3.4.4 β-(Mg, Zn)3Gd共晶相對動態(tài)再結(jié)晶行為的影響
        3.4.5 14H對動態(tài)再結(jié)晶行為的影響
    3.5 本章小結(jié)
第4章 Li對Mg94Y4Zn2合金組織及力學性能的影響
    4.1 引言
    4.2 試驗方法
        4.2.1 成分設(shè)計
        4.2.2 合金制備
    4.3 試驗結(jié)果
        4.3.1 鑄態(tài)合金組織表征
        4.3.2 固溶態(tài)合金組織演變
        4.3.3 擠壓態(tài)合金組織演變
        4.3.4 合金的力學性能
    4.4 討論
        4.4.1 Li對(Mg, Zn)24Y5共晶相和 18R的影響
        4.4.2 Li對 14H的影響
    4.5 本章小結(jié)
第5章 擠壓過程中LPSO的演變及動態(tài)析出機制的研究
    5.1 引言
    5.2 試驗方法
    5.3 試驗結(jié)果
        5.3.1 擠壓合金組織轉(zhuǎn)變
        5.3.2 EBSD分析結(jié)果
        5.3.3 HAADF-STEM分析結(jié)果
    5.4 討論
        5.4.1 18R /α-Mg界面處的不連續(xù)動態(tài)再結(jié)晶形核機制
        5.4.2 14H扭折帶邊界處的連續(xù)動態(tài)再結(jié)晶形核機制
        5.4.3 再結(jié)晶晶粒中LPSO的動態(tài)析出機制
    5.5 本章小結(jié)
第6章 擠壓比和擠壓速度對LPSO、動態(tài)再結(jié)晶及合金力學性能的影響
    6.1 引言
    6.2 試驗方法
    6.3 試驗結(jié)果
        6.3.1 OM和SEM分析結(jié)果
        6.3.2 EBSD分析結(jié)果
        6.3.3 HAADF-STEM分析結(jié)果
        6.3.4 合金的力學性能
    6.4 討論
        6.4.1 LPSO的演變規(guī)律
        6.4.2 動態(tài)再結(jié)晶的晶粒尺寸和面積分數(shù)
        6.4.3 動態(tài)再結(jié)晶對合金力學性能的影響
        6.4.4 LPSO和動態(tài)再結(jié)晶的復合強化機制
    6.5 本章小結(jié)
第7章 論文結(jié)論及展望
    7.1 論文結(jié)論
    7.2 展望
參考文獻
博士學位論文創(chuàng)新新說明
致謝
攻讀博士學位期間發(fā)表論文
攻讀博士學位期間參與和主持的項目



本文編號：3737376