本文關(guān)鍵詞：Li對長周期有序堆垛結(jié)構(gòu)強化的Mg-Gd-Zn合金組織和性能的影響

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【摘要】：稀土鎂合金具有優(yōu)異的室溫和高溫綜合力學(xué)性能,在航空航天、民用和軍工等眾多領(lǐng)域均有廣闊的應(yīng)用前景。稀土鎂合金中長周期有序堆垛強化相的出現(xiàn),使得鎂合金的組織極具特色的同時合金的強韌性顯著提升,迅速成為國內(nèi)外關(guān)注的焦點。本文通過常規(guī)鑄造方法及熱處理工藝制備出只含晶內(nèi)層片狀長周期結(jié)構(gòu)相的Mg-Gd-Zn-Li合金,并通過Zr對合金晶粒進(jìn)一步細(xì)化處理,最后對晶粒細(xì)化后的Mg-Gd-Zn-Li-Zr合金進(jìn)行了正擠壓變形處理。采用光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡、XRD和透射電鏡等手段對合金組織進(jìn)行表征,探究了不同工藝下Li對Mg-Gd-Zn合金組織和性能的影響。主要研究結(jié)果如下:(1)Li元素能夠有效細(xì)化鑄態(tài)Mg Gd3Zn合金α-Mg枝晶,均勻共晶相分布,但添加量達(dá)到6%(at.%)以上,會顯著增加共晶相的量,于性能不利;(2)Mg96-xGd3Zn1Lix(at.%)(x=2,4,6)合金最佳的固溶處理工藝為500℃′45h。合金中的(Mg,Zn)3Gd相在固溶處理過程中顆�；�,但是不發(fā)生相變;Li元素的添加會抑制固溶處理過程中長周期相的形成,微量Li即可強烈抑制晶界處(Mg,Zn)3Gd相向塊狀長周期相的轉(zhuǎn)變,而Li元素添加量低于6%時,對晶內(nèi)層片狀長周期相影響較小;(3)Zr可以有效細(xì)化Mg Gd3Zn1Li4合金晶粒,消除枝晶,形成細(xì)小等軸晶,使得鑄態(tài)及后續(xù)固溶態(tài)組織的均勻性顯著改善,最佳添加量為0.3%(at.%);(4)常規(guī)鑄造工藝下,Li的添加對Mg Gd3Zn1合金鑄造性能不利,產(chǎn)生缺陷,難以有效提高鑄態(tài)及熱處理態(tài)Mg Gd3Zn1合金的綜合力學(xué)性能;(5)Mg Gd3Zn1Li4Zr0.3合金經(jīng)正擠壓變形后,發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶,晶粒顯著細(xì)化,固溶處理后擠壓所得的合金中動態(tài)再結(jié)晶晶粒的尺寸要比鑄態(tài)擠壓下的顯著細(xì)化;鑄態(tài)下擠壓,第二相完全碎化為亞微米顆粒,而固溶處理后擠壓所得合金的第二相碎化為亞微米顆粒和少量微米級尺寸的大顆粒;(6)正擠壓變形處理顯著提高了Mg Gd3Zn1Li4Zr0.3合金室溫力學(xué)性能,在不同狀態(tài)下擠壓所獲試樣中,固溶態(tài)擠壓并經(jīng)時效處理后的試樣綜合力學(xué)性能最佳,抗拉強度425MPa,屈服強度357MPa,伸長率10.1%;Li元素的添加結(jié)合正擠壓變形工藝能夠顯著細(xì)化Mg Gd3Zn1合金晶粒,改善組織的均勻性,顯著提高M(jìn)g Gd3Zn1合金的綜合力學(xué)性能。
【關(guān)鍵詞】：Mg-Gd-Zn-Li合金 長周期有序堆垛相 (Mg Zn)3Gd相 正擠壓 動態(tài)再結(jié)晶
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG146.22
【目錄】：

• 摘要3-5
• abstract5-9
• 第一章 緒論9-25
• 1.1 引言9-10
• 1.2 稀土在鎂合金中的應(yīng)用和研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 鎂合金中的長周期有序堆垛相11-14
• 1.3.1 長周期有序堆垛結(jié)構(gòu)相的定義11
• 1.3.2 長周期有序堆垛結(jié)構(gòu)相的分類11-13
• 1.3.3 長周期有序堆垛結(jié)構(gòu)相形成機制13-14
• 1.4 LPSO相對鎂合金組織和性能的影響14-17
• 1.4.1 LPSO相對鎂合金組織的影響14-15
• 1.4.2 LPSO相對鎂合金性能的影響15-17
• 1.5 Li元素在鎂合金中的應(yīng)用和研究現(xiàn)狀17-18
• 1.6 鎂合金的塑性成形工藝及機制18-19
• 1.6.1 鎂合金塑性成型工藝18
• 1.6.2 鎂合金塑性成型機制18-19
• 1.7 本文研究內(nèi)容及意義19-21
• 1.7.1 研究意義19
• 1.7.2 研究內(nèi)容19-21
• 參考文獻(xiàn)21-25
• 第二章 合金的制備及實驗方法25-33
• 2.1 合金制備25-29
• 2.1.1 實驗工藝路線25-26
• 2.1.2 合金的熔煉工藝26-29
• 2.2 合金的熱處理及正擠壓工藝29
• 2.2.1 合金的熱處理工藝29
• 2.2.2 合金的正擠壓工藝29
• 2.3 合金的組織觀察及力學(xué)性能測試29-33
• 2.3.1 合金的組織觀察29-30
• 2.3.2 力學(xué)性能測試30-33
• 第三章 長周期有序堆垛結(jié)構(gòu)強化的MgGdZnLi合金33-53
• 3.1 引言33
• 3.2 MgGdZnLi合金鑄態(tài)組織和性能33-37
• 3.2.1 MgGdZn Li合金鑄態(tài)組織33-36
• 3.2.2 MgGdZn Li合金鑄態(tài)性能36-37
• 3.3 MgGdZn Li合金固溶態(tài)組織和性能37-45
• 3.3.1 固溶溫度的確定37-39
• 3.3.2 固溶時間的確定39-40
• 3.3.3 Mg_(96-x)Gd_3Zn_1Li_x合金固溶態(tài)組織變化40-43
• 3.3.4 Mg_(96-x)Gd_3Zn_1Li_x合金固溶態(tài)性能43-45
• 3.4 MgGdZn Li合金時效態(tài)組織和性能45-48
• 3.4.1 Mg_(96)Gd_3Zn_1和Mg_(92)Gd_3Zn_1Li_4合金時效態(tài)顯微組織45-46
• 3.4.2 Mg_(96)Gd_3Zn_1和Mg_(92)Gd_3Zn_1Li_4合金時效態(tài)力學(xué)性能46-48
• 3.5 小結(jié)48-49
• 參考文獻(xiàn)49-53
• 第四章 Zr對MgGdZnLi合金組織和性能的影響53-59
• 4.1 引言53
• 4.2 Zr對鑄態(tài)MgGd_3Zn_1Li_4合金微觀組織的影響53-56
• 4.2.1 Zr對固溶態(tài)MgGd_3Zn_1Li_4合金微觀組織的影響55
• 4.2.2 Zr對時效態(tài)MgGd_3Zn_1Li_4合金微觀組織的影響55
• 4.2.3 Zr對MgGd_3Zn_1Li_4合金力學(xué)性能的影響55-56
• 4.3 小結(jié)56-58
• 參考文獻(xiàn)58-59
• 第五章 正擠壓工藝對MgGdZnLi合金組織和性能的影響59-67
• 5.1 引言59-60
• 5.2 正擠壓工藝參數(shù)60
• 5.3 正擠壓工藝對MgGd_3Zn_1Li_4Zr_(0.3) 合金微觀組織的影響60-63
• 5.4 正擠壓工藝對MgGd_3Zn_1Li_4Zr_(0.3) 合金室溫力學(xué)性能的影響63-65
• 5.5 小結(jié)65-66
• 參考文獻(xiàn)66-67
• 第六章 結(jié)論與展望67-69
• 6.1 結(jié)論67-68
• 6.2 展望68-69
• 致謝69-71
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文71

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