Ti摻雜對鎂基非晶合金組織與性能的影響
發(fā)布時間:2021-05-08 08:45
鎂基非晶合金具有取材廣、成本低、高強度、高比強度和耐腐蝕等性能優(yōu)勢,已經(jīng)成為了公認的新型綠色結(jié)構(gòu)材料。但鎂基非晶合金塑性低,嚴重影響了在工程上的應(yīng)用。為了解決此問題,本文采用元素替代法制備了高強度和高延展性的鎂基非晶合金復合材料。同時,針對非晶合金的制備普遍存在高成本、低效率且不能連續(xù)制備的缺點,選用熱型連鑄工藝制備了鎂基非晶合金,實驗選擇了較合適的工藝參數(shù)。本文設(shè)計選擇了Mg-Cu-Y體系中非晶形成能力(GFA)最為突出的Mg58.5Cu30.5Y11非晶合金作為基體,向其內(nèi)分別添加原子含量5 at.%、8 at.%和12 at.%的Ti。添加Ti元素后,計算了四元合金(Mg58.5Cu30.5Y11)100-xTix(x=0、5、8和12)的電負性差Δx,原子尺寸差σ,τ(σ·Δx)和υ(σ/Δx)。計算結(jié)果表明,Ti元素的摻入理論上具有形成非晶合金的可行性。采用銅模法制備了Mg58.5...
【文章來源】:山東理工大學山東省
【文章頁數(shù)】:68 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 塊體非晶合金的發(fā)展
1.2 非晶合金的形成原則
1.2.1 Inoue過冷液相區(qū)和三大經(jīng)驗原則
1.2.2 Turnbull約化玻璃轉(zhuǎn)變溫度(Trg)與深共晶準則
1.2.3 Greer“混亂”原則
1.2.4 Senkov最佳原子尺寸比例準則
1.2.5 電子濃度準則
1.3 非晶合金的形成依據(jù)
1.3.1 形成非晶態(tài)的熱力學條件
1.3.2 形成非晶態(tài)的動力學條件
1.3.3 結(jié)構(gòu)學條件
1.4 塊體非晶合金的性能與應(yīng)用
1.4.1 力學性能及應(yīng)用
1.4.2 非晶合金的磁學性能及應(yīng)用
1.4.3 非晶合金的化學性能及應(yīng)用
1.5 大塊非晶合金的制備方法
1.5.1 金屬模鑄造法
1.5.2 水淬法
1.5.3 電弧熔煉吸鑄法
1.5.4 熱型連鑄法
1.6 鎂基非晶合金的研究進展
1.6.1 鎂基非晶合金的發(fā)展歷程
1.6.2 鎂基非晶合金的性能
1.7 本研究的內(nèi)容與意義
第二章 Ti摻雜Mg基非晶合金的成分設(shè)計
2.1 Mg基非晶合金基體的設(shè)計選擇
2.2 (Mg_(58.5)Cu_(30.5)Y_(11))_(100-x)Ti_x合金非晶形成能力計算
2.3 本章小結(jié)
第三章 實驗設(shè)備與方法
3.1 實驗儀器與設(shè)備
3.2 實驗原料
3.3 實驗方案
3.3.1 銅模法制備鎂基非晶合金
3.3.2 連鑄法制備鎂基非晶合金
3.4 非晶態(tài)合金測試方法
3.4.1 金相組織分析
3.4.2 X射線衍射(XRD)分析
3.4.3 顯微硬度分析
3.4.4 熱力學分析
3.4.5 壓縮測試分析
3.4.6 掃描電鏡(SEM)分析
第四章 Ti含量對Mg_(58.5)Cu_(30.5)Y_(11)塊體非晶合金形成能力與性能的影響
4.1 澆注溫度對Mg_(58.5)Cu_(30.5)Y_(11)非晶合金的影響
4.2 Ti含量對Mg_(58.5)Cu_(30.5)Y_(11)基體合金的影響
4.2.1 Ti含量對Mg_(58.5)Cu_(30.5)Y_(11)基體合金玻璃形成能力的影響
4.2.2 Ti含量對Mg_(58.5)Cu_(30.5)Y_(11)基體合金微觀組織與機械性能的影響
4.3 本章小結(jié)
第五章 連續(xù)制備鎂基非晶合金
5.1 熱型連鑄法的技術(shù)現(xiàn)狀
5.1.1 型口溫度
5.1.2 牽引速度
5.1.3 冷卻條件
5.1.4 液態(tài)金屬壓頭
5.2 型口尺寸確定
5.3 型口溫度對鑄坯的影響
5.3.1 型口溫度的選擇
5.3.2 型口溫度對鎂基非晶合金的影響
5.4 牽引速度對鑄坯的影響
5.4.1 牽引速度的選擇
5.4.2 牽引速度對鎂基非晶合金的影響
5.5 冷卻距離對鑄坯的影響
5.5.1 冷卻距離的選擇
5.5.2 冷卻距離對鎂基非晶合金的影響
5.6 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
參考文獻
在讀期間公開發(fā)表的論文
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Sn元素對Mg-Zn-Ca合金非晶形成能力和耐蝕性的影響[J]. 王建利,萬銀,朱美玲,郭永春,楊忠,李建平. 材料熱處理學報. 2017(05)
[2]Mg65Ni10RE25(RE=La,Ce,Pr,Nd,Mm)非晶儲氫合金電極的性能[J]. 張琦,李雙壽,董占民,湯彬,李睿,林萬明. 中國有色金屬學報. 2015(06)
[3]表征鎂基非晶合金形成能力參數(shù)的評價[J]. 李雙壽,張琦,林萬明,董占民. 清華大學學報(自然科學版). 2014(11)
[4]非晶態(tài)物質(zhì)的本質(zhì)和特性[J]. 汪衛(wèi)華. 物理學進展. 2013(05)
[5]Al對Mg-Cu-Y合金非晶形成能力及熱穩(wěn)定性的影響[J]. 寧向梅,黃金亮,賈淑果,殷鏢,張興淵. 中國有色金屬學報. 2013(07)
[6]Pd-Cu-Si體系相圖計算與非晶成分設(shè)計[J]. 巫祥超,張鵬程,陳金繁. 材料導報. 2013(S1)
[7]淺談非晶合金鐵芯變壓器的發(fā)展與應(yīng)用[J]. 陳新周,林知音. 機電工程技術(shù). 2011(08)
[8]鑄造鎂合金金相腐蝕和觀察方法研究[J]. 霍亮,韓志強,柳百成. 鑄造. 2007(08)
[9]Cu基Cu-Zr-Al塊體非晶合金的成分設(shè)計[J]. 王清,王英敏,羌建兵,張新房,王德和,董闖. 金屬學報. 2004(11)
[10]陶瓷顆粒增強Mg65Cu20Zn5Y10塊體金屬玻璃復合材料[J]. 徐映坤,徐堅. 金屬學報. 2004(07)
碩士論文
[1]Mg-Cu-RE(RE=Y,Gd)合金長周期有序(LPO)相相平衡的研究[D]. 王強.東北大學 2011
[2]單晶銅桿生產(chǎn)工藝及設(shè)備的研究與開發(fā)[D]. 劉可如.廣東工業(yè)大學 2007
本文編號:3175031
【文章來源】:山東理工大學山東省
【文章頁數(shù)】:68 頁
【學位級別】:碩士
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摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 塊體非晶合金的發(fā)展
1.2 非晶合金的形成原則
1.2.1 Inoue過冷液相區(qū)和三大經(jīng)驗原則
1.2.2 Turnbull約化玻璃轉(zhuǎn)變溫度(Trg)與深共晶準則
1.2.3 Greer“混亂”原則
1.2.4 Senkov最佳原子尺寸比例準則
1.2.5 電子濃度準則
1.3 非晶合金的形成依據(jù)
1.3.1 形成非晶態(tài)的熱力學條件
1.3.2 形成非晶態(tài)的動力學條件
1.3.3 結(jié)構(gòu)學條件
1.4 塊體非晶合金的性能與應(yīng)用
1.4.1 力學性能及應(yīng)用
1.4.2 非晶合金的磁學性能及應(yīng)用
1.4.3 非晶合金的化學性能及應(yīng)用
1.5 大塊非晶合金的制備方法
1.5.1 金屬模鑄造法
1.5.2 水淬法
1.5.3 電弧熔煉吸鑄法
1.5.4 熱型連鑄法
1.6 鎂基非晶合金的研究進展
1.6.1 鎂基非晶合金的發(fā)展歷程
1.6.2 鎂基非晶合金的性能
1.7 本研究的內(nèi)容與意義
第二章 Ti摻雜Mg基非晶合金的成分設(shè)計
2.1 Mg基非晶合金基體的設(shè)計選擇
2.2 (Mg_(58.5)Cu_(30.5)Y_(11))_(100-x)Ti_x合金非晶形成能力計算
2.3 本章小結(jié)
第三章 實驗設(shè)備與方法
3.1 實驗儀器與設(shè)備
3.2 實驗原料
3.3 實驗方案
3.3.1 銅模法制備鎂基非晶合金
3.3.2 連鑄法制備鎂基非晶合金
3.4 非晶態(tài)合金測試方法
3.4.1 金相組織分析
3.4.2 X射線衍射(XRD)分析
3.4.3 顯微硬度分析
3.4.4 熱力學分析
3.4.5 壓縮測試分析
3.4.6 掃描電鏡(SEM)分析
第四章 Ti含量對Mg_(58.5)Cu_(30.5)Y_(11)塊體非晶合金形成能力與性能的影響
4.1 澆注溫度對Mg_(58.5)Cu_(30.5)Y_(11)非晶合金的影響
4.2 Ti含量對Mg_(58.5)Cu_(30.5)Y_(11)基體合金的影響
4.2.1 Ti含量對Mg_(58.5)Cu_(30.5)Y_(11)基體合金玻璃形成能力的影響
4.2.2 Ti含量對Mg_(58.5)Cu_(30.5)Y_(11)基體合金微觀組織與機械性能的影響
4.3 本章小結(jié)
第五章 連續(xù)制備鎂基非晶合金
5.1 熱型連鑄法的技術(shù)現(xiàn)狀
5.1.1 型口溫度
5.1.2 牽引速度
5.1.3 冷卻條件
5.1.4 液態(tài)金屬壓頭
5.2 型口尺寸確定
5.3 型口溫度對鑄坯的影響
5.3.1 型口溫度的選擇
5.3.2 型口溫度對鎂基非晶合金的影響
5.4 牽引速度對鑄坯的影響
5.4.1 牽引速度的選擇
5.4.2 牽引速度對鎂基非晶合金的影響
5.5 冷卻距離對鑄坯的影響
5.5.1 冷卻距離的選擇
5.5.2 冷卻距離對鎂基非晶合金的影響
5.6 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
參考文獻
在讀期間公開發(fā)表的論文
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Sn元素對Mg-Zn-Ca合金非晶形成能力和耐蝕性的影響[J]. 王建利,萬銀,朱美玲,郭永春,楊忠,李建平. 材料熱處理學報. 2017(05)
[2]Mg65Ni10RE25(RE=La,Ce,Pr,Nd,Mm)非晶儲氫合金電極的性能[J]. 張琦,李雙壽,董占民,湯彬,李睿,林萬明. 中國有色金屬學報. 2015(06)
[3]表征鎂基非晶合金形成能力參數(shù)的評價[J]. 李雙壽,張琦,林萬明,董占民. 清華大學學報(自然科學版). 2014(11)
[4]非晶態(tài)物質(zhì)的本質(zhì)和特性[J]. 汪衛(wèi)華. 物理學進展. 2013(05)
[5]Al對Mg-Cu-Y合金非晶形成能力及熱穩(wěn)定性的影響[J]. 寧向梅,黃金亮,賈淑果,殷鏢,張興淵. 中國有色金屬學報. 2013(07)
[6]Pd-Cu-Si體系相圖計算與非晶成分設(shè)計[J]. 巫祥超,張鵬程,陳金繁. 材料導報. 2013(S1)
[7]淺談非晶合金鐵芯變壓器的發(fā)展與應(yīng)用[J]. 陳新周,林知音. 機電工程技術(shù). 2011(08)
[8]鑄造鎂合金金相腐蝕和觀察方法研究[J]. 霍亮,韓志強,柳百成. 鑄造. 2007(08)
[9]Cu基Cu-Zr-Al塊體非晶合金的成分設(shè)計[J]. 王清,王英敏,羌建兵,張新房,王德和,董闖. 金屬學報. 2004(11)
[10]陶瓷顆粒增強Mg65Cu20Zn5Y10塊體金屬玻璃復合材料[J]. 徐映坤,徐堅. 金屬學報. 2004(07)
碩士論文
[1]Mg-Cu-RE(RE=Y,Gd)合金長周期有序(LPO)相相平衡的研究[D]. 王強.東北大學 2011
[2]單晶銅桿生產(chǎn)工藝及設(shè)備的研究與開發(fā)[D]. 劉可如.廣東工業(yè)大學 2007
本文編號:3175031
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