Mg-Gd-Y-Zn-Zr鎂合金在熱處理、變形和時效過程中會形成LPSO相,使其具有超高強韌的力學性能和耐熱性能,而在越來越多的領域需要鎂合金的這些性能,使得該系列合金受到了越來越廣泛的關注。因此,針對Mg-Gd-Y-Zn-Zr鎂合金的強韌性研究對于該合金廣泛應用有著重要意義。本文以山西省銀光鎂業(yè)提供的Mg-9.2Gd-1.9Y-1.8Zn-0.5Zr鎂合金為研究對象,對材料進行了不同溫度、不同時間的固溶時效熱處理,采用光學顯微鏡、掃描電鏡觀察分析了其微觀組織,使用XRD衍射儀對物相進行了分析,顯微硬度測試儀測試了材料的顯微硬度,靜態(tài)拉伸機測試了材料的抗拉強度、屈服強度和伸長率。研究了熱處理工藝對擠壓態(tài)材料顯微組織演變和力學性能的影響。并通過Minitab軟件基于中心復合設計法對材料的熱處理工藝進行了模型構建和響應優(yōu)化,確定了最佳的熱處理方案并進行試驗驗證。研究結果表明:（1）Mg-9.2Gd-1.9Y-1.8Zn-0.5Zr鎂合金擠壓態(tài)合金中中主要物相為α-Mg基體和LPSO相,固溶后材料中的主要物相沒有改變。在低溫固溶過程中,固溶強化和晶粒粗化共同對合金的硬度起作用,當固溶強化起主... 

【文章來源】：中北大學山西省

【文章頁數】：78 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

實驗技術路線圖

中北大學學位論文15上下砧板進行加熱，加熱溫度為440℃，以避免在擠壓過程中熱量大量流失而導致開裂。先沿著z軸進行擠壓（如圖2-2），從200mm擠壓至100mm，此時x邊長約279mm，y邊長約285mm,z邊長為100mm;再調整方向，沿著y軸進行擠壓，擠壓至140mm,此時x邊長約316mm，y邊長約140mm,z邊長為180mm;調整方向，沿x軸擠壓至158mm，此時，x邊長約158mm，y邊長約220mm,z邊長為230mm。根據公式2-1和2-2計算，得到真變形量為2.097。hH)ln(（2-1）)ln()ln()(ln112233HhHhHh總（2-2）圖2-2擠壓方向示意圖Fig.2-2schematicdiagramofextrusiondirection為保證試驗的準確性，選取試樣是統(tǒng)一選擇靠近心部的試樣，對其進行試驗分析。2.2.3熱處理鎂合金的顯微組織和力學性能可以通過在合適的溫度下加熱該合金、保持該溫度一段時間并選擇合適的冷卻方法來改變。本文中的熱處理方法是固溶+人工時效處理。固溶處理主要目的是將合金的析出相溶解在基體中以獲得過飽和固溶體。時效熱處理是為了達到時效析出相彌散分布在基體中形成沉淀相以強化合金性能。本文使用SXW-6-6型箱式電阻爐，對試樣進行固溶處理，到達保溫時間后，將試樣從爐中快速夾出，在70℃水中快速冷卻以形成過飽和固溶體。使用DHG-9070B箱式鼓風電阻爐對試樣進行時效

中北大學學位論文16處理，到達所要求的保溫時間后，將試樣從爐中拿出，空冷。2.3實驗方法2.3.1差熱分析（擠壓態(tài)）取擠壓變形后的Mg-9.2Gd-1.9Y-1.8Zn-0.5Zr鎂合金的微量試樣，使用本學院的WCR-2CDTA1600型差熱分析儀以10℃/min的升溫速度在惰性氣體氬氣的保護下進行差熱分析，得到相關數據，繪制差熱分析曲線，觀察分析曲線吸熱與放熱峰，結合Mg合金的相關相圖，確定Mg-9.2Gd-1.9Y-1.8Zn-0.5Zr鎂合金的相變點，以為固溶處理提供溫度的試驗范圍。觀察分析曲線吸熱與放熱峰，發(fā)現隨著溫度的升高，在520℃時曲線出現了比較明顯的吸熱峰，結合鎂合金的相關相圖，可以確定合金的共晶溫度約為520℃。圖2-3擠壓變形后Mg-9.2Gd-1.9Y-1.8Zn-0.5Zr鎂合金差熱分析結果Fig.2-3resultsofdifferentialthermalanalysisofMg-9.2Gd-1.9Y-1.8Zn-0.5Zrmagnesiumalloyafterforgingdeformation

【參考文獻】：
期刊論文
[1]GW92鎂合金均勻化工藝研究[J]. 張晉祿,張治民.  熱加工工藝. 2020(12)
[2]Effect of heat treatment on the microstructure and micromechanical properties of the rapidly solidified Mg61.7Zn34Gd4.3 alloy containing icosahedral phase[J]. Wen-bo Luo,Zhi-yong Xue,Wei-min Mao.  International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2019(07)
[3]高性能稀土鎂合金研究與應用進展[J]. 董天宇.  世界有色金屬. 2018(19)
[4]Y、Ca復合添加對AZ81鎂合金組織和性能的影響[J]. 陳君,張清.  鑄造. 2018(12)
[5]Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr鎂合金減振性能的研究[J]. 張軍,寇子明,楊亞琴,李小文.  熱加工工藝. 2018(18)
[6]Mg-Al系鎂合金的耐蝕性能研究進展[J]. 吳進,羅嵐,劉勇,熊庭輝.  腐蝕與防護. 2018(09)
[7]基于神經網絡算法的高強鎂合金熱處理工藝優(yōu)化[J]. 邢娜,馬云峰.  熱加工工藝. 2018(14)
[8]Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr鎂合金組織與性能研究[J]. 石澤民,張治民,于建民,崔靜鈺.  熱加工工藝. 2018(11)
[9]熱處理對Mg-12Gd-3Y-0.5Zr鎂合金組織和力學性能的影響[J]. 楊曉明.  熱加工工藝. 2018(08)
[10]新型稀土鎂合金的研究進展[J]. 邢清源,孟令剛,楊守杰,周永江,張興國.  鑄造. 2018(04)

博士論文
[1]稀土鎂合金導熱性能及高導熱鎂合金研究[D]. 鐘麗萍.重慶大學 2016

碩士論文
[1]時效沉淀相對Mg-Gd-Y-Zr合金腐蝕行為的影響[D]. 于爽.內蒙古工業(yè)大學 2019
[2]Al-2.5C中間合金的制備及其對AZ31鎂合金的細化作用研究[D]. 趙玉珍.大連理工大學 2017
[3]低鎂含量金屬型鑄造鋁鎂合金的強韌性提高研究[D]. 王洪飛.齊魯工業(yè)大學 2016
[4]Mg-Sn-Zn-Ca合金的微觀組織與力學行為研究[D]. 唐恒.山東大學 2016
[5]耐熱Mg-Al-Sn合金微觀組織和力學性能的研究[D]. 李棟.哈爾濱工程大學 2016
[6]大型高強耐熱鎂合金構件的熱處理工藝研究[D]. 田治坤.中北大學 2016
[7]Mg-7Gd-5Y-0.6Zn-0.9Zr鎂合金熱變形行為及熱旋組織性能演變[D]. 靳學澤.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[8]AM60/6061、AM60/A390液固復合工藝與界面組織性能的研究[D]. 馬立坤.合肥工業(yè)大學 2015
[9]ME21鎂合金熱變形研究[D]. 韓韡.重慶大學 2014
[10]鎂合金板帶熱軋熱力耦合有限元仿真分析[D]. 劉聲宏.重慶大學 2010



本文編號：3280042