Mg-Sn系耐熱鎂合金組織及性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-10-25 15:46
鎂合金是世界上最受關(guān)注的綠色工程材料,在航空航天、汽車和3C等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。然而,由于其絕對(duì)強(qiáng)度低,抗蠕變性能差等特點(diǎn)限制了鎂合金在較高溫度范圍內(nèi)的廣泛應(yīng)用,開發(fā)一系列的低成本耐熱鎂合金,對(duì)鎂合金應(yīng)用的推廣有重要意義。Sn元素價(jià)格較低,且能與Mg形成高熔點(diǎn)、高溫穩(wěn)定性好的Mg2Sn相,Mg-Sn系合金有望成為新一代的耐熱鎂合金系列。然而,目前對(duì)于Mg-Sn系耐熱鎂合金的研究較少。因此本文采用光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、X-射線衍射儀(XRD)、萬(wàn)能拉伸機(jī)等,系統(tǒng)研究了兩種Mg-Sn系合金的微觀組織及室溫和高溫下的力學(xué)性能,即采用重力鑄造方法制備的Mg-Si-Sn系列合金,采用離心鑄造方法制備的Mg-Gd-Y-Sn系列合金。主要研究成果如下:(1)鑄態(tài)Mg-0.5Si-xSn合金主要由α-Mg相、Mg2Si相和Mg2Sn相組成。當(dāng)鎂中含有少量的Si元素時(shí),可以避免合金中出現(xiàn)大塊狀的初晶Mg2Si相。加入適量的Sn元素,可以細(xì)化共晶Mg2Si組織。擠壓過...
【文章來(lái)源】:重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:70 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
純鎂的晶格結(jié)構(gòu):(a)原子位置(b)主要晶面(c)主要晶向Fig1.1Crystallatticestructureofpuremagnesium:(a)Atomicposition;(b)Maincrystal
圖 2.1 試驗(yàn)流程圖Fig 2.1 Experimental procedure金成分設(shè)計(jì) 合金元素的選取鎂的綜合力學(xué)性能較差,所以一般不會(huì)直接應(yīng)用,合金化是最常用的增的力學(xué)性能的方法,如提高強(qiáng)度、塑性、熱穩(wěn)定性等。本實(shí)驗(yàn)通過在純 Si,Sn,Gd,Y 等元素后來(lái)研究合金化后鎂合金的微觀組織和力學(xué)性能中已對(duì)添加元素做了分析,本實(shí)驗(yàn)希望選取這幾種元素的加入能夠獲得綜合性能的鎂合金。 合金元素的成分設(shè)計(jì)驗(yàn)過程中需要加入相應(yīng)的化學(xué)元素改善鎂合金的性能,合金元素種類和量的尤為重要,添加太多或者過少都不能滿足使用要求?茖W(xué)的成分設(shè)
圖 2.2 離心鑄造設(shè)備及模具:(a) 離心鑄造機(jī) (b) 模具Fig. 2.2 The equipment and mould for centrifugal casting: (a) Centrifugal casting machine (b) mould② 熔煉及澆注環(huán)境由于本實(shí)驗(yàn)中采用的是鎂合金,屬于較活潑的金屬,容易與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng),從而造成元素的燒損及氧化,不僅會(huì)造成元素設(shè)計(jì)成分的偏離,而且易于造成夾渣,從而對(duì)合金的微觀組織及力學(xué)性能帶來(lái)不利的影響。鎂元素與鋁元素有很大的差異,鎂與氧氣生成的氧化鎂疏松不致密,不能阻隔空氣,而且熔煉環(huán)境中,鎂的燃燒非常劇烈,釋放出大量的熱。因此,在鎂合金熔煉的時(shí)候需要通入惰性氣體進(jìn)行保護(hù),防止因氧化而造成的燒損和引入有害的氧化物夾渣。鎂合金熔煉時(shí)熔體溫度較高,易發(fā)生飛濺,所以澆注時(shí)的周圍環(huán)境需要足夠?qū)挸ㄒ苑乐癸w濺的熔體傷人。③ 熔煉工藝流程在鎂合金制備前,先準(zhǔn)備好所需要的原材料,對(duì)鎂錠及 Mg-Si,Mg-Gd,Mg-Y等中間合金的表面進(jìn)行打磨處理,去除表面的氧化鎂和其他的一些雜質(zhì),計(jì)算并稱取所需的 Mg、Sn 元素及 Mg-12Si、Mg-30Gd、Mg-30Y 中間合金。將需要烘干
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]A Review on Casting Magnesium Alloys:Modification of Commercial Alloys and Development of New Alloys[J]. Fusheng Pan,Mingbo Yang,Xianhua Chen. Journal of Materials Science & Technology. 2016(12)
[2]AM60-Si-Ca合金中Mg2Si相生長(zhǎng)形態(tài)研究[J]. 張保豐,劉德波,陳永方,王利國(guó). 熱加工工藝. 2015(14)
[3]Effects of isothermal homogenization on microstructure evolution of Mg-7Gd-5Y-1MM-0.5Zr alloy[J]. 李蒙,李興剛,張奎,李永軍,馬鳴龍,石國(guó)梁,袁家偉,劉靖寶. Journal of Rare Earths. 2015(04)
[4]擠壓態(tài)Mg-Gd-Y鎂合金動(dòng)態(tài)壓縮力學(xué)性能與失效行為[J]. 毛萍莉,于金程,劉正,董陽(yáng),席通. 中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2013(04)
[5]鎂合金的塑性變形與強(qiáng)化機(jī)理[J]. 郭學(xué)鋒,楊文朋,任昉,延雙鶴. 熱加工工藝. 2012(24)
[6]離心鑄造AZ91D鎂合金熔體充型流動(dòng)規(guī)律研究[J]. 隋艷偉,張?jiān)?張世平,劉林林,孫智,高峰. 熱加工工藝. 2012(11)
[7]Mg-Gd-Y-Zr高強(qiáng)耐熱鎂合金的研究進(jìn)展[J]. 吳文祥,靳麗,董杰,章楨彥,丁文江. 中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2011(11)
[8]Sn對(duì)Mg-8.5Li-3Al合金組織和性能的影響[J]. 王濤,張密林,趙淑金. 輕合金加工技術(shù). 2011(02)
[9]熱軋AZ31鎂合金板材高溫塑性變形行為[J]. 余琨,蔡志勇,王曉艷,史褆,黎文獻(xiàn). 中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2010(05)
[10]Mg-Gd-Zn-Zr合金中的LPSO結(jié)構(gòu)和時(shí)效相[J]. 曾小勤,吳玉娟,彭立明,林棟樑,丁文江,彭贏紅. 金屬學(xué)報(bào). 2010(09)
博士論文
[1]Mg-Zn-Mn系變形鎂合金強(qiáng)化機(jī)理研究[D]. 石國(guó)梁.重慶大學(xué) 2011
[2]TC4合金立式離心充型凝固行為研究[D]. 賈麗敏.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[3]機(jī)械振動(dòng)及稀土鍶復(fù)合對(duì)鎂合金組織性能及夾雜物的影響[D]. 王明星.吉林大學(xué) 2008
碩士論文
[1]Al對(duì)雙相Mg-Li合金組織及性能的影響研究[D]. 顏磊.重慶大學(xué) 2016
[2]離心鑄造ZW61和AZ91鎂合金的組織及力學(xué)性能[D]. 王曉佳.沈陽(yáng)理工大學(xué) 2012
[3]Mg-Gd-Y-Zr耐熱鎂合金組織、性能研究[D]. 張志高.中南大學(xué) 2009
[4]Mg-4Al-RE-Ca-Si耐熱鎂合金的組織與性能[D]. 黃德明.四川大學(xué) 2006
本文編號(hào):3457712
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【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
純鎂的晶格結(jié)構(gòu):(a)原子位置(b)主要晶面(c)主要晶向Fig1.1Crystallatticestructureofpuremagnesium:(a)Atomicposition;(b)Maincrystal
圖 2.1 試驗(yàn)流程圖Fig 2.1 Experimental procedure金成分設(shè)計(jì) 合金元素的選取鎂的綜合力學(xué)性能較差,所以一般不會(huì)直接應(yīng)用,合金化是最常用的增的力學(xué)性能的方法,如提高強(qiáng)度、塑性、熱穩(wěn)定性等。本實(shí)驗(yàn)通過在純 Si,Sn,Gd,Y 等元素后來(lái)研究合金化后鎂合金的微觀組織和力學(xué)性能中已對(duì)添加元素做了分析,本實(shí)驗(yàn)希望選取這幾種元素的加入能夠獲得綜合性能的鎂合金。 合金元素的成分設(shè)計(jì)驗(yàn)過程中需要加入相應(yīng)的化學(xué)元素改善鎂合金的性能,合金元素種類和量的尤為重要,添加太多或者過少都不能滿足使用要求?茖W(xué)的成分設(shè)
圖 2.2 離心鑄造設(shè)備及模具:(a) 離心鑄造機(jī) (b) 模具Fig. 2.2 The equipment and mould for centrifugal casting: (a) Centrifugal casting machine (b) mould② 熔煉及澆注環(huán)境由于本實(shí)驗(yàn)中采用的是鎂合金,屬于較活潑的金屬,容易與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng),從而造成元素的燒損及氧化,不僅會(huì)造成元素設(shè)計(jì)成分的偏離,而且易于造成夾渣,從而對(duì)合金的微觀組織及力學(xué)性能帶來(lái)不利的影響。鎂元素與鋁元素有很大的差異,鎂與氧氣生成的氧化鎂疏松不致密,不能阻隔空氣,而且熔煉環(huán)境中,鎂的燃燒非常劇烈,釋放出大量的熱。因此,在鎂合金熔煉的時(shí)候需要通入惰性氣體進(jìn)行保護(hù),防止因氧化而造成的燒損和引入有害的氧化物夾渣。鎂合金熔煉時(shí)熔體溫度較高,易發(fā)生飛濺,所以澆注時(shí)的周圍環(huán)境需要足夠?qū)挸ㄒ苑乐癸w濺的熔體傷人。③ 熔煉工藝流程在鎂合金制備前,先準(zhǔn)備好所需要的原材料,對(duì)鎂錠及 Mg-Si,Mg-Gd,Mg-Y等中間合金的表面進(jìn)行打磨處理,去除表面的氧化鎂和其他的一些雜質(zhì),計(jì)算并稱取所需的 Mg、Sn 元素及 Mg-12Si、Mg-30Gd、Mg-30Y 中間合金。將需要烘干
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]A Review on Casting Magnesium Alloys:Modification of Commercial Alloys and Development of New Alloys[J]. Fusheng Pan,Mingbo Yang,Xianhua Chen. Journal of Materials Science & Technology. 2016(12)
[2]AM60-Si-Ca合金中Mg2Si相生長(zhǎng)形態(tài)研究[J]. 張保豐,劉德波,陳永方,王利國(guó). 熱加工工藝. 2015(14)
[3]Effects of isothermal homogenization on microstructure evolution of Mg-7Gd-5Y-1MM-0.5Zr alloy[J]. 李蒙,李興剛,張奎,李永軍,馬鳴龍,石國(guó)梁,袁家偉,劉靖寶. Journal of Rare Earths. 2015(04)
[4]擠壓態(tài)Mg-Gd-Y鎂合金動(dòng)態(tài)壓縮力學(xué)性能與失效行為[J]. 毛萍莉,于金程,劉正,董陽(yáng),席通. 中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2013(04)
[5]鎂合金的塑性變形與強(qiáng)化機(jī)理[J]. 郭學(xué)鋒,楊文朋,任昉,延雙鶴. 熱加工工藝. 2012(24)
[6]離心鑄造AZ91D鎂合金熔體充型流動(dòng)規(guī)律研究[J]. 隋艷偉,張?jiān)?張世平,劉林林,孫智,高峰. 熱加工工藝. 2012(11)
[7]Mg-Gd-Y-Zr高強(qiáng)耐熱鎂合金的研究進(jìn)展[J]. 吳文祥,靳麗,董杰,章楨彥,丁文江. 中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2011(11)
[8]Sn對(duì)Mg-8.5Li-3Al合金組織和性能的影響[J]. 王濤,張密林,趙淑金. 輕合金加工技術(shù). 2011(02)
[9]熱軋AZ31鎂合金板材高溫塑性變形行為[J]. 余琨,蔡志勇,王曉艷,史褆,黎文獻(xiàn). 中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2010(05)
[10]Mg-Gd-Zn-Zr合金中的LPSO結(jié)構(gòu)和時(shí)效相[J]. 曾小勤,吳玉娟,彭立明,林棟樑,丁文江,彭贏紅. 金屬學(xué)報(bào). 2010(09)
博士論文
[1]Mg-Zn-Mn系變形鎂合金強(qiáng)化機(jī)理研究[D]. 石國(guó)梁.重慶大學(xué) 2011
[2]TC4合金立式離心充型凝固行為研究[D]. 賈麗敏.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[3]機(jī)械振動(dòng)及稀土鍶復(fù)合對(duì)鎂合金組織性能及夾雜物的影響[D]. 王明星.吉林大學(xué) 2008
碩士論文
[1]Al對(duì)雙相Mg-Li合金組織及性能的影響研究[D]. 顏磊.重慶大學(xué) 2016
[2]離心鑄造ZW61和AZ91鎂合金的組織及力學(xué)性能[D]. 王曉佳.沈陽(yáng)理工大學(xué) 2012
[3]Mg-Gd-Y-Zr耐熱鎂合金組織、性能研究[D]. 張志高.中南大學(xué) 2009
[4]Mg-4Al-RE-Ca-Si耐熱鎂合金的組織與性能[D]. 黃德明.四川大學(xué) 2006
本文編號(hào):3457712
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