微量元素對Mg-8Sn合金微觀組織的影響規(guī)律及變質(zhì)機制
發(fā)布時間:2020-12-07 21:14
Mg–Sn系合金共晶溫度高、共晶相Mg2Sn熱穩(wěn)定性好,被認為是實現(xiàn)鎂合金高溫應用的較佳選擇之一。然而,傳統(tǒng)重力鑄造條件下的共晶Mg2Sn相尺寸粗大且呈現(xiàn)為聯(lián)網(wǎng)狀的層片形貌,導致共晶Mg2Sn常作為裂紋萌生與擴展位置,惡化了Mg–Sn合金的力學性能,同時也為后續(xù)熱處理與變形帶來困難。因此,為保證Mg–Sn合金的強塑性,必須對Mg–Sn合金的微觀組織進行調(diào)控。微量元素變質(zhì)具有穩(wěn)定、高效、成本低與操作簡單等優(yōu)點,非常適用于調(diào)控Mg–Sn合金的鑄態(tài)的微觀組織。近年來,研究人員的側(cè)重點在微量元素對Mg–Sn合金的力學性能、時效析出與變形行為的影響,而針對微量元素調(diào)控Mg–Sn合金的凝固組織與細化變質(zhì)共晶Mg2Sn的研究較少。理想的凝固組織是實現(xiàn)Mg–Sn合金強韌性提高、后續(xù)熱處理與變形順利進行的基礎(chǔ)。因此,探索有效的微量添加元素與揭示微量元素對Mg–Sn合金微觀組織的影響機制對優(yōu)化Mg–Sn合金制備工藝、提高合金力學性能有重要意義。共晶系Mg–Sn合金的微觀組織主要由a-Mg相與共晶Mg2Sn相組成。目前的研究多從a-Mg晶粒細化與第二相形貌變質(zhì)兩個方向分別進行,而對微量元素能否協(xié)同細化變質(zhì)a...
【文章來源】:吉林大學吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:99 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
反螢石型Mg2Sn的晶體結(jié)構(gòu)
吉林大學碩士學位論文 變質(zhì)處理育變質(zhì)處理是指在金屬液中加入微量的活性物質(zhì),促使形核發(fā)生或改變一種熔體處理方法。形核劑的機理是在合金熔體中添加可發(fā)生非自發(fā)形其在凝固過程中作為形核基底提高金屬形核率從而達到細化晶粒的目的作用機制為吸附元素或吸附元素形成的原子團簇吸附在晶體生長臺階或抑制晶體在某一晶向的擇優(yōu)生長從而顯著的改變晶體的生長形貌,同時富集在相界面上,阻礙晶體長大,又能形成較大的成分過冷,使晶體分頸而易于熔斷,促進晶體的游離和晶核的增加[31]。
(a) 鑄態(tài) Mg–5Sn–1Ca 合金低倍透射明場像、(b) 鑄態(tài) Mg–5Sn–1Ca明場像及其(d)對應衍射斑(確定為 CaMgSn 三元相)和 (c) Mg–6Sn–2C描組織圖[34,36]Fig. 1.3 (a) Low magnification observations of particles in the as-casSn–1Ca magnesium alloy. (b) Observation of the large particle in the aSn–1Ca magnesium alloy. (c) SEM image of as-cast Mg–6Sn–2Ca all(d) diffraction pattern, It is identified as the phase CaMgSn[34,36]此之外,Ca 或 Ba 加入 Mg–Sn 合金后,同樣會產(chǎn)生類似 Sr 變質(zhì)共晶 M但當 Ca 或 Ba 加入量達到某一臨界含量后,合金內(nèi)也均會產(chǎn)生 MgSBa 的熱穩(wěn)定三元相;雖然這些熱穩(wěn)定的三元相對 Mg–Sn 合金的抗蠕變性高,但是這些硬脆且難固溶的三元相常作為合金斷裂的裂紋源,因此不的強度與塑性的提升[34,36]。一般來講,原子之間的電負性差越大原子間[37]。根據(jù)化學手冊查詢結(jié)果可知,堿土元素(Ca、Sr 和 Ba)與 Sn 之前的
【參考文獻】:
期刊論文
[1]What is going on in magnesium alloys?[J]. X.J. Wang,D.K. Xu,R.Z. Wu,X.B. Chen,Q.M. Peng,L. Jin,Y.C. Xin,Z.Q. Zhang,Y. Liu,X.H. Chen,G. Chen,K.K. Deng,H.Y. Wang. Journal of Materials Science & Technology. 2018(02)
[2]淺談航空航天工程中的合金材料[J]. 劉睿辰. 中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè). 2018(04)
[3]Mechanical, elastic, anisotropy, and electronic properties of monoclinic phase of m-SixGe3-xN4[J]. 馬振洋,閻芳,王蘇鑫,賈瓊瓊,于新海,史春蕾. Chinese Physics B. 2017(12)
[4]Sn在鎂合金中的應用及其研究進展[J]. 吳若愚,楊明波,畢媛,鄒靜,李忠盛. 重慶理工大學學報(自然科學). 2017(11)
[5]用于替代汽車鋼的超高強鎂合金[J]. 梓文. 兵器材料科學與工程. 2015(01)
[6]Mg-Sn-Si合金中Mg2(Si,Sn)復合相的結(jié)構(gòu)與性能研究[J]. 張建新,高愛華,郭學鋒,任磊. 物理學報. 2013(17)
[7]Microstructures,mechanical properties and compressive creep behaviors of as-cast Mg-5%Sn-(0-1.0)%Pb alloys[J]. 王卿,陳云貴,肖素芬,劉紅梅,唐永柏,趙源華. Journal of Central South University of Technology. 2011(02)
[8]Mg-5wt%Sn合金鑄態(tài)和時效態(tài)的高溫蠕變性能[J]. 魏尚海,陳云貴,劉紅梅,唐永伯,肖素芬,牛高,章曉萍. 材料熱處理學報. 2008(03)
[9]鑄態(tài)Mg-Sn二元合金的顯微組織與力學性能[J]. 劉紅梅,陳云貴,唐永柏,黃德明,涂銘旌,趙敏,李益國. 四川大學學報(工程科學版). 2006(02)
[10]含鋯鎂合金系中的合金相[J]. 張靜,潘復生,郭正,丁培道,汪凌云. 兵器材料科學與工程. 2002(06)
博士論文
[1]復合變質(zhì)Al-20Mg2Si合金中初生Mg2Si形態(tài)調(diào)控[D]. 于宏辰.吉林大學 2017
[2]變質(zhì)Al-20wt.%Mg2Si合金中初生Mg2Si生長形貌演化與調(diào)控機制[D]. 陳磊.吉林大學 2015
本文編號:2903907
【文章來源】:吉林大學吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:99 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
反螢石型Mg2Sn的晶體結(jié)構(gòu)
吉林大學碩士學位論文 變質(zhì)處理育變質(zhì)處理是指在金屬液中加入微量的活性物質(zhì),促使形核發(fā)生或改變一種熔體處理方法。形核劑的機理是在合金熔體中添加可發(fā)生非自發(fā)形其在凝固過程中作為形核基底提高金屬形核率從而達到細化晶粒的目的作用機制為吸附元素或吸附元素形成的原子團簇吸附在晶體生長臺階或抑制晶體在某一晶向的擇優(yōu)生長從而顯著的改變晶體的生長形貌,同時富集在相界面上,阻礙晶體長大,又能形成較大的成分過冷,使晶體分頸而易于熔斷,促進晶體的游離和晶核的增加[31]。
(a) 鑄態(tài) Mg–5Sn–1Ca 合金低倍透射明場像、(b) 鑄態(tài) Mg–5Sn–1Ca明場像及其(d)對應衍射斑(確定為 CaMgSn 三元相)和 (c) Mg–6Sn–2C描組織圖[34,36]Fig. 1.3 (a) Low magnification observations of particles in the as-casSn–1Ca magnesium alloy. (b) Observation of the large particle in the aSn–1Ca magnesium alloy. (c) SEM image of as-cast Mg–6Sn–2Ca all(d) diffraction pattern, It is identified as the phase CaMgSn[34,36]此之外,Ca 或 Ba 加入 Mg–Sn 合金后,同樣會產(chǎn)生類似 Sr 變質(zhì)共晶 M但當 Ca 或 Ba 加入量達到某一臨界含量后,合金內(nèi)也均會產(chǎn)生 MgSBa 的熱穩(wěn)定三元相;雖然這些熱穩(wěn)定的三元相對 Mg–Sn 合金的抗蠕變性高,但是這些硬脆且難固溶的三元相常作為合金斷裂的裂紋源,因此不的強度與塑性的提升[34,36]。一般來講,原子之間的電負性差越大原子間[37]。根據(jù)化學手冊查詢結(jié)果可知,堿土元素(Ca、Sr 和 Ba)與 Sn 之前的
【參考文獻】:
期刊論文
[1]What is going on in magnesium alloys?[J]. X.J. Wang,D.K. Xu,R.Z. Wu,X.B. Chen,Q.M. Peng,L. Jin,Y.C. Xin,Z.Q. Zhang,Y. Liu,X.H. Chen,G. Chen,K.K. Deng,H.Y. Wang. Journal of Materials Science & Technology. 2018(02)
[2]淺談航空航天工程中的合金材料[J]. 劉睿辰. 中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè). 2018(04)
[3]Mechanical, elastic, anisotropy, and electronic properties of monoclinic phase of m-SixGe3-xN4[J]. 馬振洋,閻芳,王蘇鑫,賈瓊瓊,于新海,史春蕾. Chinese Physics B. 2017(12)
[4]Sn在鎂合金中的應用及其研究進展[J]. 吳若愚,楊明波,畢媛,鄒靜,李忠盛. 重慶理工大學學報(自然科學). 2017(11)
[5]用于替代汽車鋼的超高強鎂合金[J]. 梓文. 兵器材料科學與工程. 2015(01)
[6]Mg-Sn-Si合金中Mg2(Si,Sn)復合相的結(jié)構(gòu)與性能研究[J]. 張建新,高愛華,郭學鋒,任磊. 物理學報. 2013(17)
[7]Microstructures,mechanical properties and compressive creep behaviors of as-cast Mg-5%Sn-(0-1.0)%Pb alloys[J]. 王卿,陳云貴,肖素芬,劉紅梅,唐永柏,趙源華. Journal of Central South University of Technology. 2011(02)
[8]Mg-5wt%Sn合金鑄態(tài)和時效態(tài)的高溫蠕變性能[J]. 魏尚海,陳云貴,劉紅梅,唐永伯,肖素芬,牛高,章曉萍. 材料熱處理學報. 2008(03)
[9]鑄態(tài)Mg-Sn二元合金的顯微組織與力學性能[J]. 劉紅梅,陳云貴,唐永柏,黃德明,涂銘旌,趙敏,李益國. 四川大學學報(工程科學版). 2006(02)
[10]含鋯鎂合金系中的合金相[J]. 張靜,潘復生,郭正,丁培道,汪凌云. 兵器材料科學與工程. 2002(06)
博士論文
[1]復合變質(zhì)Al-20Mg2Si合金中初生Mg2Si形態(tài)調(diào)控[D]. 于宏辰.吉林大學 2017
[2]變質(zhì)Al-20wt.%Mg2Si合金中初生Mg2Si生長形貌演化與調(diào)控機制[D]. 陳磊.吉林大學 2015
本文編號:2903907
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