復合添加Ti、Zr對含長周期堆垛有序結(jié)構(gòu)相Mg-Y-Zn合金顯微組織和力學性能的影響
發(fā)布時間:2017-05-28 11:00
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【摘要】:近年來,含長周期堆垛有序(long period stacking ordered,LPSO)結(jié)構(gòu)相的鎂合金因其優(yōu)異的性能受到研究者們的廣泛關(guān)注。研究者通過合金化、熱處理、變形、時效一系列的強化方法制備了許多力學性能優(yōu)異的此類鎂合金。就現(xiàn)階段的研究來看,形成LPSO結(jié)構(gòu)相必須包含稀土元素,但考慮到稀土元素價格昂貴會增加此類鎂合金的生產(chǎn)成本,限制其應用,所以尋找可部分替代稀土的元素成為一重要研究課題。本文即以Mg100-2x-Yx-Znx(X=2,2.5,3,3.5)合金為研究對象對此方面研究進行了有價值的探索。本實驗以常規(guī)鑄造法制備了Mg-Y-Zn、Mg-Y-Zn-Ti、Mg-Y-Zn-Zr以及Mg-Y-Zn-Ti-Zr合金。首先研究了在Y:Zn原子比為1的情況下,Y、Zn含量對Mg-Y-Zn合金顯微組織和力學性能的影響,繼而探究了熱處理中三個最重要參數(shù)(溫度、時間、冷卻速度)對組織的影響。其次,通過單加和復合添加Ti、Zr,研究了兩者對Mg-Y-Zn合金顯微組織和力學性能的影響。最后,通過對比研究正擠壓對Mg93.1Y2.5Zn2.5Ti1.6Zr0.3和Mg95Y2.5Zn2.5合金顯微組織和力學性能的影響,探究了其不同原始組織擠壓后顯微組織和力學性能的變化。研究結(jié)果表明:(1)y、zn含量對mg-y-zn合金的顯微組織有顯著影響。隨著y、zn含量的增加,合金中晶界間隙逐漸變大,第二相增多,樹枝晶減少,α-mg晶粒減小。lpso結(jié)構(gòu)相變得粗大,呈長桿狀;w相(mg3y2zn3)整體尺寸變大,但微觀形貌仍為魚骨狀。(2)y/zn(at%)為1時,mg-y-zn合金的組織由α-mg、lpso結(jié)構(gòu)相和共晶相w組成。合金凝固過程為:初晶α-mg首先在合金中形核長大,并將y、zn溶質(zhì)原子向外排出。隨著溫度的下降,α-mg晶間剩余液相在凝固結(jié)束前l(fā)pso結(jié)構(gòu)相和w相依次析出。合金mg100-2x-yx-znx(x=2,2.5,3,3.5)中,mg95y2.5zn2.5合金的綜合力學性能最佳。(3)對合金mg95y2.5zn2.5經(jīng)行熱處理工藝探究時發(fā)現(xiàn),530℃固溶處理10h以及500℃固溶處理40h利于18r的溶解和w相的球化;較慢的冷卻速度利于14h的析出。球狀w氏
本文編號:402458
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