本文研究了Gd和Mn對Mg-Gd-Mn元合金組織和性能的影響,通過合金熔煉和擠壓等中試驗獲得不同Gd含量的Mg-xGd(x=1,2,4,6,10wt.%)和Mg-x Gd-0.8Mn。(x=2,4,6,8wt.%)的鑄態(tài)和擠壓態(tài)合金材料,采用OM、SEM、ICP、DSC、XRD進(jìn)行組織分析、顯微硬度測試、室溫拉伸、熱壓縮、腐蝕失重法等實驗方法,對比分析了不同Gd含量對Mg-xGd合金與Mg-xGd-0.8Mn合金的組織及性能差異及組織和性能變化規(guī)律。論文研究得到如下主要結(jié)果:(1)鑄態(tài)Mg-xGd合金的第二相隨著Gd含量的增多而增加,均勻化后第二相減少,鑄態(tài)和均勻態(tài)力學(xué)性能差,最高抗拉強(qiáng)度分別只有60MPa和65MPa。(2)均勻化態(tài)Mg-xGd在熱壓縮過程中,產(chǎn)生大量的動態(tài)再結(jié)晶晶粒,Gd含量越高,動態(tài)再結(jié)晶越完全,動態(tài)再結(jié)晶小尺寸晶粒占的比例越大,流變應(yīng)力的峰值越高,最高峰值為74MPa。(3)Mg-xGd合金經(jīng)過擠壓后晶粒細(xì)化,隨著Gd含量的增加,晶粒越小,當(dāng)Gd含量達(dá)到4%后,晶粒細(xì)化效果不明顯。最小平均晶粒尺寸為3.35μm,另外擠壓后,有第二相析出。擠壓態(tài)的合金的力學(xué)性能性能得到了顯著提高,隨著Gd含量的增加,合金的抗拉強(qiáng)度不斷提高;當(dāng)Gd含量為4%時,合金的抗拉強(qiáng)度達(dá)到了194MPa,延伸率為35.6%。當(dāng)Gd含量為10%時,合金的抗拉強(qiáng)度為270MPa,但延伸率只有16%,塑性較差。(4)合金在鑄態(tài)、均勻化態(tài)、擠壓態(tài)時,隨著Gd含量的增加,合金的電導(dǎo)率越低;合金經(jīng)過均勻化后,電導(dǎo)率下降;擠壓變形后,電導(dǎo)率增大。(5)Gd的加入,有助于提高合金的耐腐蝕性能。擠壓態(tài)合金耐腐蝕性能最好,鑄態(tài)最差。鑄態(tài),耐蝕性能最好的是Mg-6Gd,失重率為29.48mg.cm~(-2).d~(-1);均勻化態(tài)和擠壓態(tài),Mg-1Gd合金的耐腐蝕性能最好,失重率分別為6.45 mg.cm~(-2).d~(-1)和2.44 mg.cm~(-2).d~(-1)。(6)Mg-xGd-0.8Mn鑄態(tài)組織粗大,有大量的枝晶組織,第二相主要是Mg_5Gd相;隨著Gd的添加,合金Mg-8Gd-0.8Mn的顯微硬度值最高,顯微硬度值為62.3HV。Mg-xGd-0.8Mn擠壓后,晶粒得到明顯細(xì)化,Mg-4Gd-0.8Mn平均晶粒尺寸最小,平均晶粒尺寸為5.56μm,第二相以Mg_5Gd和Mn存在。(7)擠壓態(tài)的Mg-xGd-0.8Mn的抗拉強(qiáng)度隨著Gd含量的增加而增加,合金Mg-8Gd-0.8Mn的抗拉強(qiáng)度最高,為220.3MPa;Mg-2Gd-0.8Mn合金的斷后延伸率達(dá)到最大,值為29.7%。合金Mg-8Gd-0.8Mn的綜合力學(xué)性能最好,抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度分別為220.3MPa,115.3MPa,斷后延伸率為25.7%。(8)鑄態(tài)、均勻化態(tài)、擠壓態(tài)的Mg-xGd-0.8Mn電導(dǎo)率隨著Gd和Mn的添加不斷減小。擠壓態(tài)合金的電導(dǎo)率最高,擠壓態(tài)Mg-0.8Mn的電導(dǎo)率為34.8%IACS,擠壓態(tài)Mg-8Gd-0.8Mn的電導(dǎo)率為12%IACS,鑄態(tài)的電導(dǎo)率最低,鑄態(tài)Mg-0.8Mn的電導(dǎo)率為20.1%IACS,鑄態(tài)Mg-8Gd-0.8Mn的電導(dǎo)率為11.5%IACS。(9)Gd和Mn的加入顯著提高了Mg-x Gd-0.8Mn的耐腐蝕性能,其中Mg-8Gd-0.8Mn合金的耐腐蝕性能最好。擠壓態(tài)純鎂的失重率為55.31 mg.cm~(-2).d~(-1)。擠壓態(tài)合金中,Mg-8Gd-0.8Mn合金失重率最小,失重率為1.2mg.cm~(-2).d~(-1)。失重率最大的是Mg-4Gd-0.8Mn合金,失重率為3.02mg.cm~(-2).d~(-1)。Mg-0.8Mn的失重率為1.38 mg.cm~(-2).d~(-1)。因此Mg-8Gd-0.8Mn耐腐蝕性能最好。
【學(xué)位單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TG146.22
【部分圖文】：

1 緒 論及意義的工程材料之一，鎂合金在結(jié)構(gòu)件中的應(yīng)用具排六方晶體結(jié)構(gòu)，因滑移系數(shù)少而塑性變形能加工的難度和生產(chǎn)制備成本，為此近年的新型證強(qiáng)度的同時提高變形鎂合金的熱加工塑性及鎂合金中合金相的設(shè)計和采用新變形工藝等方應(yīng)用好的性能，所以在交通、制造業(yè)、能源、化車方面，通過使用鎂合金材料，機(jī)動車輛重省燃料 5.5%，同時也可減少廢氣的排放量。

圖 1.2 Mg-Gd 二元相圖Fig. 1.2 The Mg-Gd phase diagram是我國研究的熱點領(lǐng)域，其中以 Mg-Gd-Y-Z 的含量以及 Zn 的含量來控制 Gd/Zn，Y/Zn 的合金的綜合力學(xué)性能，研究合金的時效析出獲得高強(qiáng)度鎂釓合金[32]。Okubo Y 和 Yamada研究了 Zn 含量對 Mg-Gd-Y-Zr 合金的組織與性比例 Mg-11Gd-3.8Y-1.7Zn-0.5Zr(wt.%)，合金 延 伸 率 達(dá) 到 10% 。 有 人 研 究 了 不.6Zr(x=1～4wt.%)系列合金中相組成及其力學(xué)Mg5(Gd，Y，Zn)相和 LPSO 相不斷減少，14Gd)相不斷增多。通過擠壓變形后，大量變形為 1.6wt.%)的抗拉強(qiáng)度達(dá)到 400MPa[40]。究了 Gd、Y 偏析對合金 Mg-9Gd-4Y-0.6Zr、

1 緒 論合力學(xué)性能。Mn 系合金n 系合金具有優(yōu)異的耐腐蝕性能、高溫蠕變性能，還有較高且成本低，很適合大規(guī)模在工業(yè)中使用，正在發(fā)展為性能Mn 能抑制一些雜質(zhì)元素(如 Fe，Cu，Ni)的不利影響，能凈提高鎂合金的耐蝕性[43]。Mn 的固溶度約為 2.2wt.%，并且1.3 為 Mg-Mn 二元相圖[42]。當(dāng)溫度降低時，粗大的 Mn 相從與鎂基體成為非共格關(guān)系，組織細(xì)化后的鑄造合金能力較綜合性能[44]。但是 Mg-Mn 系變形鎂合金優(yōu)異的焊接性能和可用于壁板、蒙皮的制作以及生產(chǎn)外形復(fù)雜的模鍛件型材[

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本文編號：2814324