【摘要】：鎂合金具有優(yōu)良的比強(qiáng)度和比剛度,能夠適應(yīng)很多場合結(jié)構(gòu)件的使用要求,近年來,關(guān)于鎂合金的研究與應(yīng)用也越來越成為趨勢,特別是稀土元素和硼元素在鎂合金性能改善中具有獨特的作用。但這些研究主要集中在稀土或者硼元素對鎂合金的單一影響,因此,對于綜合研究硼和稀土相結(jié)合的高性能的鎂合金材料,是鎂合金的重要的發(fā)展方向之一。本文就是通過合金化強(qiáng)化、形變強(qiáng)化等手段來研究硼和稀土對鎂合金的作用,為發(fā)展新型物美價廉的高力學(xué)性能的鎂合金具有著重要的現(xiàn)實意義。本文通過對Mg-Al-Ti-B2O3、Mg-RE-B2O3、Mg-RE-KBF4三種鎂合金的研究,應(yīng)用平林真二元合金相圖,分析各個元素在鎂中的固溶度理論,采用正交實驗設(shè)計和吉布斯自由能計算法對合金做具體分析,從而確定了這三種合金的實驗成分比例,并分別進(jìn)行對比實驗,分析出各成分中最優(yōu)的合金。1.在Mg-Al-Ti-B2O3的實驗中,分別制作Mg-9Al-6Ti、Mg-9Al-6Ti-3B2O3 和 Mg-9Al-6Ti-6B2O3試樣。采用光學(xué)金相顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)、X射線衍射實驗和力學(xué)性能測試實驗等方法,研究B2O3 對 Mg-9Al-6Ti合金的顯微組織結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能的影響。添加3%的B203,使Mg-9Al-6Ti的平均晶粒尺寸從54.8μ m降低到12 μm,沉淀Mg17Al12相減少,Al3Ti相增加,并且新沉淀出MgB6和Ti3B4相。2.在Mg-RE-B2O3合金的實驗中,通過制備Mg-RE-B2O3合金鑄造試樣和熱擠壓試樣；應(yīng)用金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡、X射線衍射實驗與力學(xué)性能測試實驗等方法,研究B203中的硼元素對金屬基體微觀組織均勻性和材料整體致密性的影響及規(guī)律。再次驗證了合金的硬度隨著B203添加量的增加而降低,硼元素起到了提高材料基體微觀組織均勻性的作用。在Mg-RE-B2O3合金中,硼元素與鑭元素優(yōu)先結(jié)合,沉淀出LaB4和LaB6微粒彌散分布,為制備出抗拉強(qiáng)度高于500MPa鎂合金提供了強(qiáng)化機(jī)理。熱擠壓Mg-6RE-B2O3合金的試樣,抗拉屈服強(qiáng)度在 500MPa以上,延伸率為5%。3.在Mg-RE-KBF4合金實驗中,對其分別應(yīng)用維氏硬度顯微測試、光學(xué)金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡及能譜掃描做定量分析、X射線衍射做定材質(zhì)分析,最后在室溫下做拉伸實驗的力學(xué)驗證。從而綜合的研究混合稀土和KBF4對鎂合金的顯微組織與力學(xué)硬度的影響。La、Ce混合稀土可以使合金的組織得到明顯的細(xì)化。鎂的硬度隨著稀土添加量的增加而明顯增加,提高了57%,并且提高合金的致密性及均勻性。本文最終研究了充分利用鎂、稀土、硼等元素在熔融狀態(tài)下的活性,開創(chuàng)了Mg-RE-B合金系。圍繞重點研究硼和稀土的作用,采用盡可能使工藝簡單和生產(chǎn)成本低廉的方法,探討了制備強(qiáng)度接近于500MPa鎂合金的方式方法。為生產(chǎn)低成本、高強(qiáng)度鎂合金材料提供理論基礎(chǔ)和對未來鎂合金行業(yè)提供了研究方向。
【圖文】：

２邐棚稀±讀合金的研究邐逡逑鎮(zhèn)是密排六方（ｈｅｐ）的品體結(jié)構(gòu)，單個晶胞內(nèi)沿品而和晶向的原子排布如閣１逡逑所示。，，鎊在低于２２５’Ｃ時的主耍巧移系為｛００（Ｈ｝〈１１５０〉，次巧移面系為ｙｏｉＯ｝逡逑〈１１５0〉；當(dāng)溫度高于２２５°Ｃ時，增加了00ｉｌ｝〈１１５0〉的新的滑移系。當(dāng)出現(xiàn)李逡逑晶時，錢合金的主要李晶晶面族為Ｏ0ｉ２｝晶面族，二次李晶晶面族為｛３０＾４｝晶面族。逡逑同樣在z┪孿亂不嵩黽有碌睦罹г冢歟希猓孀逕�。辶x

本文編號：2582652