本文關(guān)鍵詞：累積疊軋法制備納米結(jié)構(gòu)Mg-Gd合金的組織與性能研究

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【摘要】：本研究選用Mg-3Gd(wt.%)合金作為研究對象,采用累積疊軋(ARB)工藝制備出了較高強度的納米結(jié)構(gòu)Mg-Gd合金,并在不同溫度下退火優(yōu)化變形組織與性能。綜合采用萬能拉伸機、電子背散射衍射技術(shù)和透射電子顯微分析技術(shù)對各種狀態(tài)合金力學(xué)性能和微觀組織進行表征,系統(tǒng)研究了ARB工藝、退火工藝對納米結(jié)構(gòu)Mg-Gd合金組織與性能的影響規(guī)律,從元素偏聚和位錯結(jié)構(gòu)角度深刻揭示影響納米結(jié)構(gòu)Mg-Gd合金強塑性的微觀機制。主要研究結(jié)果如下:(1)采用ARB方法經(jīng)1-4道次處理制備出了納米結(jié)構(gòu)Mg-Gd合金板材,其微觀結(jié)構(gòu)主要由超細晶和層狀納米孿晶組成,具有較高的強度但塑性較差。ARB 1-3道次隨道次增加,組織逐步細化,但在4道次時發(fā)生局部動態(tài)再結(jié)晶。經(jīng)2道次ARB制備的納米結(jié)構(gòu)Mg-Gd合金具有較好的強塑性。(2)經(jīng)退火處理后納米結(jié)構(gòu)Mg-Gd合金的強塑性顯著改善。其中,190℃退火后合金強度相比于變形態(tài)提高了23%;290℃退火后合金的強度與變形態(tài)基本持平,而延伸率達到24.2%,塑性提高了近4倍;310℃退火后強度略微降低,但延伸率達到36.6%;360℃退火后強塑性都存在一定程度的下降,但整體性能仍顯著優(yōu)于原始粗晶樣品。(3)對經(jīng)系列溫度退火的納米結(jié)構(gòu)Mg-Gd合金的微觀組織進行TEM表征,發(fā)現(xiàn)經(jīng)190℃退火后的納米結(jié)構(gòu)組織晶界處發(fā)生了明顯的Gd元素偏聚,這可能是其強度較變形態(tài)大幅提升的根本原因;290℃退火樣品內(nèi)部發(fā)生部分再結(jié)晶,形成超細晶和再結(jié)晶晶粒組成的混晶組織,使材料的屈服強度和加工硬化能力大大增加;310℃和360℃退火后為完全再結(jié)晶組織。(4)退火后納米結(jié)構(gòu)Mg-Gd合金組織中的位錯主要為a型位錯,經(jīng)拉伸變形后組織內(nèi)部同時存在a型位錯和大量的c+a型位錯,表明c+a型位錯在納米結(jié)構(gòu)Mg-Gd合金的塑性變形過程中具有重要作用。c+a型位錯及孿晶的產(chǎn)生與晶粒尺寸具有一定的相關(guān)性,并存在臨界晶粒尺寸。隨著退火溫度的升高c+a型位錯出現(xiàn)的臨界上限值逐步增加。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG146.22;TG339

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本文編號：1258911