本文關鍵詞：Mg-Gd-Y系鎂合金組織性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：作為工程應用中密度最輕的金屬結構材料，鎂合金具有高比強、高比模、高阻尼以及優(yōu)異的鑄造、機械加工性能和易回收等優(yōu)點。因其在國防和民用工業(yè)中的應用日益增多而受到材料科學工作者們的廣泛關注和研究，但其較低的絕對強度和較差的塑性變形能力成為制約其廣泛應用的主要原因之一。研究表明，Mg-RE系合金一般具有良好的綜合力學性能，，高強Mg-RE系鎂合金一般都含有稀土元素Gd和Y，尤其是重稀土Gd含量一般在10%（有些甚至達到20%）以上，這種方法雖然顯著提高了合金的力學性能，但由于Gd的大量添加不僅增加了鎂合金的成本，同時也使鎂合金的比重大幅提高，限制了它的實際使用范圍。 本文以Mg-Gd-Y合金為基礎，通過添加適量的元素Zr和Zn以降低稀土Gd、Y的添加量，并期望獲得良好的綜合力學性能。實驗采用常規(guī)金屬模鑄法制備了Mg-xGd-3Y(x=6，10)、Mg-6Gd-3Y-0.4Zr和Mg-6Gd-3Y-0.4Zr-xZn(x=1，1.5，2)等成分的合金，對實驗合金分別進行了熱擠壓、均勻化處理以及時效處理。論文研究了Gd、Zr、Zn三種元素以及時效處理對合金顯微組織和力學性能的影響。結果表明，由于Gd在鎂中存在較大的固溶度，Gd元素主要通過固溶強化來提高合金的力學性能；Zr元素作為晶粒細化劑，在鎂合金中起細化晶粒的作用，通過細晶強化方式來提高合金的強度；具有LPSO結構的Mg_(12)Zn(Gd，Y)相是Mg-RE-Zn合金中的主要強化相，它呈片層狀分布，隨著Zn含量的增加， Mg_(12)Zn(Gd，Y)相形貌發(fā)生改變，由不連續(xù)分布趨于半連續(xù)的網(wǎng)絡狀分布；Zn含量越高，合金中Mg_(12)Zn(Gd，Y)相分布越多，晶粒之間的滑移阻力越大，合金變形更加困難，對合金的強化效果越明顯；由于在時效過程中沒有形成新的強化相，且析出相數(shù)量相當，時效處理對Mg-Gd-Y-Zr合金的力學性能影響不大。 在350oC對合金進行熱擠壓(擠壓比為11:1)，然后進行200oC×54h的時效處理后，Mg-6Gd-3Y-0.4Zr-2Zn合金的抗拉強度和屈服強度分別達到403MPa和336MPa，延伸率為7.0%，達到或接近含Gd量較高的Mg-Gd-Y系鎂合金的綜合力學性能。
【關鍵詞】：Mg-Gd-Y系合金 Zn 時效處理 微觀組織 力學性能
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TG146.22
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 緒論8-25
• 1.1 鎂及鎂合金概述8-11
• 1.1.1 純鎂的物理化學性質8-9
• 1.1.2 鎂合金性能的基本特點9-10
• 1.1.3 鎂合金的分類10-11
• 1.1.4 鎂合金的應用11
• 1.2 鎂的合金化研究11-14
• 1.2.1 稀土元素在鎂合金中的作用12
• 1.2.2 合金元素的作用12-13
• 1.2.3 鎂的合金化小結13-14
• 1.3 鎂合金熔煉工藝14-18
• 1.3.1 鎂合金熔煉特點14-15
• 1.3.2 熔劑保護熔煉15
• 1.3.3 無熔劑熔煉15-17
• 1.3.4 我國鎂合金的一般工藝流程17-18
• 1.4 鎂合金的熱處理18-19
• 1.5 鎂合金的強化途徑19-21
• 1.6 稀土鎂合金的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢21-23
• 1.7 論文的研究內容和目的23-25
• 2 實驗材料及方法25-31
• 2.1 實驗方案25
• 2.2 實驗方法25-26
• 2.2.1 實驗主要材料25-26
• 2.2.2 實驗用主要器材26
• 2.3 實驗步驟26-29
• 2.3.1 下料26
• 2.3.2 覆蓋劑和涂料的配制26
• 2.3.3 熔煉26-28
• 2.3.4 合金的熱處理28-29
• 2.3.5 熱擠壓29
• 2.4 微觀組織及性能測試29-31
• 2.4.1 成分測定29
• 2.4.2 金相分析29
• 2.4.3 微觀形貌分析29-30
• 2.4.4 力學性能測試30-31
• 3 Mg-Gd-Y 合金組織和性能的研究31-37
• 3.1 引言31
• 3.2 合金成分設計與制備31
• 3.3 Mg-xGd-3Y(x=6,10)合金光學顯微組織分析31-32
• 3.4 Mg-xGd-3Y(x=6,10)合金掃描電鏡分析32-35
• 3.5 合金的力學性能35-36
• 3.6 本章小結36-37
• 4 Mg-Gd-Y-Zr 合金組織和性能的研究37-46
• 4.1 合金成分設計與制備37
• 4.2 Zr 在鎂合金中的晶粒細化作用37-41
• 4.2.1 Zr 對合金組織和性能影響的研究38-40
• 4.2.2 合金的力學性能40-41
• 4.3 時效對 Mg-6Gd-3Y-0.4Zr 合金的組織和性能的影響41-44
• 4.3.1 時效制度41
• 4.3.2 微觀組織41-43
• 4.3.3 力學性能43-44
• 4.4 Zn 對 Mg-6Gd-3Y-0.4Zr 合金力學性能的影響44
• 4.5 本章小結44-46
• 5 Mg-6Gd-3Y-0.4Zr-xZn 合金的組織和性能的研究46-55
• 5.1 合金成分設計和制備46
• 5.2 Mg-6Gd-3Y-0.4Zr-xZn 的相分析46-48
• 5.3 Mg-6Gd-3Y-0.4Zr-xZn(x=1，1.5，2)合金的微觀組織分析48-52
• 5.4 合金的力學性能52-54
• 5.5 本章小結54-55
• 6 結論與展望55-57
• 致謝57-58
• 參考文獻58-63
• 附錄63

【參考文獻】

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本文編號：285955