本文采用鑄態(tài)Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金,通過均勻化處理、擠壓變形及時(shí)效處理,分析各種狀態(tài)合金的顯微組織及力學(xué)性能,研究了不同熱處理工藝及不同擠壓參數(shù)對(duì)合金的組織及力學(xué)性能的影響,并對(duì)斷裂韌性進(jìn)行深入研究。鑄態(tài)Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金組織由等軸晶和晶界處大量網(wǎng)狀分布Mg3Gd相構(gòu)成,且有少量層片狀LPSO結(jié)構(gòu)。在經(jīng)過510℃均勻化8h后水冷處理,合金中大量的晶界處第二相得到了有效的回溶。對(duì)于均勻化后隨爐冷卻處理,合金在緩慢的冷卻速度下生成大量層片狀14H-LPSO結(jié)構(gòu)。經(jīng)過均勻化處理后的合金力學(xué)性能都有所改善,含有大量層片狀LPSO結(jié)構(gòu)的試樣塑性反而不如水冷試樣,主要是因?yàn)槠洳痪邆浞较蛐?且在鑄態(tài)試樣的組織中容易成為裂紋源。合金在擠壓變形后呈現(xiàn)典型的雙模組織。隨著擠壓溫度及擠壓速率的升高,合金的再結(jié)晶區(qū)比例增大,強(qiáng)度下降,塑性上升。在相對(duì)較低的擠壓溫度下水冷處理和隨爐冷卻處理的試樣擠壓后性能非常接近,而在溫度達(dá)到一定程度后,隨爐冷卻試樣相較于水冷處理后擠壓的試樣,強(qiáng)度下降,但延伸率會(huì)有較大提升,這與隨爐冷卻產(chǎn)生的大量層片LPSO結(jié)構(gòu)有關(guān)合金具有良好的時(shí)效強(qiáng)化效果,其在峰時(shí)效階段... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

CTOD定義圖[59]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-5-有一定的承載能力，另外由于張開位移不是應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)的直接描述，所以COD判據(jù)的使用目前還是經(jīng)驗(yàn)性偏多。（2）J積分法在固體力學(xué)中，為了分析缺陷周圍的應(yīng)力場(chǎng)，常常采用一些與積分路徑無關(guān)的線積分，其中之一就是J積分[60]，其定義為：dsxuTwdyJii（1-11）式中w—應(yīng)變能密度，其值為：ijijdwij0（1-12）式中Ti—積分回路上任意弧線所對(duì)應(yīng)的面元dsdz上的應(yīng)力矢量；ui—應(yīng)力Ti作用點(diǎn)的位移矢量；—由裂紋下自由表面上任一點(diǎn)開始按逆時(shí)針方向環(huán)繞裂紋尖端區(qū)，終止于裂紋上自由表面任一點(diǎn)的任意積分路線。圖1-2裂紋尖端前的任一積分回路[60]圖1-2為裂紋上自由表面任一點(diǎn)的任意積分路線。當(dāng)J積分達(dá)到某一臨界值時(shí)，裂紋就將開始擴(kuò)展，這個(gè)臨界值就是斷裂韌性，準(zhǔn)則如下公式所示：ICJJ（1-13）J積分相對(duì)于COD準(zhǔn)則，定義更加明確，理論依據(jù)更強(qiáng)，因此更適合于實(shí)際結(jié)構(gòu)評(píng)定，應(yīng)用也更廣泛。1.3鎂合金斷裂韌性研究進(jìn)展鎂合金斷裂韌性研究在鎂合金領(lǐng)域尚未引起足夠重視，目前僅有日本的Somekawa等人對(duì)鎂合金斷裂韌性做了較為系統(tǒng)的工作。影響鎂合金斷裂韌性的因素眾多，合金元素[16]、晶粒尺寸[17]、第二相[18-19]、織構(gòu)[20]和孿晶[21]均對(duì)其有重要影響。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-6-1.3.1合金元素對(duì)鎂合金斷裂韌性的影響Somekawa[16]研究了合金元素對(duì)二元鎂合金斷裂韌性的影響。他采用了7種Mg-0.3at.%X(X=Ag，Al，Ca，Pb，Sn，Y，Zn)二元合金。通過鑄造得到，并在773K的溫度下進(jìn)行7.2h的固溶處理。再在相應(yīng)的溫度下擠壓成板狀，在這些過程中細(xì)化了顯微組織，控制了織構(gòu)，并使基面與擠壓方向平行。測(cè)試結(jié)果如表1-1所示�？梢钥闯鯩g-Zn合金韌性最高，Mg-Ca合金韌性最低。而這是不同溶質(zhì)元素在晶界偏聚的不同程度導(dǎo)致的。表1-1鎂二元合金斷裂韌性試驗(yàn)結(jié)果[16]T,KJIC,MPamr,mX0,at.%T0,KMg-Al4580.00810.14311.5710Mg-Ag4930.00550.1443.8745Mg-Ca4980.00180.1970.8789Mg-Sn4480.00460.1583.4834Mg-Pb4180.00570.1757.8739Mg-Y5630.00400.1813.5840Mg-Zn4580.00990.1372.4613圖1-3TEM/EBSD觀察得到的鎂二元合金擠壓態(tài)試樣的典型顯微組織[16](a)Mg-Ca(b)Mg-Y(c)Mg-Ag(d)Mg-Pb(e)Mg-Al(f)Mg-Zn(g)Mg-Sn合金圖1-3的TEM/EBSD圖像表明，所有合金都具有相似的晶粒尺寸和織構(gòu)特征，因此Somekawa在分析斷裂韌性的影響因素時(shí)先排除了這些影響。表1-1顯示出Ca、Zn尺寸大于Mg原子。可以認(rèn)為，這些原子的加入促進(jìn)了

【參考文獻(xiàn)】：
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