本文關(guān)鍵詞：稀土元素Yb對ZK60鎂合金和A360鋁合金組織和性能的影響

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【摘要】：本文主要研究了添加稀土元素Yb對ZK60鎂合金和A360鋁合金顯微組織及性能的影響。利用OM、XRD、SEM、EDS、DSC以及硬度測試等分析手段研究了ZK60、ZK60-1.0Yb鎂合金在鑄造、擠壓、固溶、退火及時效以及A360、A360-0.2Yb、 A360-0.5Yb、A360-0.7Yb鋁合金鑄造狀態(tài)下的組織及性能。得出結(jié)論如下：(1)微量Yb對ZK60合金的鑄態(tài)組織產(chǎn)生重要影響。對比ZK60鎂合金原始組織,添加稀土元素Yb對ZK60合金有明顯的晶粒細(xì)化效果,顯微結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)為等軸晶；通過實驗發(fā)現(xiàn)并制定了鑄態(tài)ZK60-1.0Yb合金適合的熱處理制度。經(jīng)過340℃*8h+380℃*12h+440℃*24h三級固溶處理,共晶組織基本完全分解,僅有極少量Mg3Zn5Yb顆粒殘留于晶界處,獲得溶質(zhì)原子Zn和Yb過飽和的α-Mg基體組織。(2)ZK60-1.0Yb合金熱擠壓強化機理。實驗結(jié)果表明,在370℃以0.12m/h的變形速率,擠壓比約為20：1進(jìn)行熱擠壓加工,ZK60-1.0Yb變形鎂合金在熱擠壓過程中,Mg3Zn5Yb相在大變形力剪切下,碎化成規(guī)則的細(xì)小顆粒彌散分布,對合金產(chǎn)生一定的強化作用。同時,合金在熱擠壓過程中有強烈的動態(tài)析出現(xiàn)象,溶質(zhì)原子Zn和Yb過飽和的α-Mg基體組織中出現(xiàn)了動態(tài)析出相,其原因在于溶質(zhì)原子在變形位錯誘導(dǎo)下的擴散脫溶。動態(tài)析出相優(yōu)先在動態(tài)再結(jié)晶晶界形成,并釘扎晶界起到明顯的細(xì)化晶粒的作用。晶內(nèi)大量析出相可以對合金起到有效的析出強化效應(yīng)。(3)Yb在鋁硅合金中的作用機理分析。確定了在不同鑄造條件下(金屬型,砂型),Yb對于A360合金顯微組織的影響,表明在金屬型鑄造條件下,加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.7%左右的Yb對A360鋁合金產(chǎn)生了最好的變質(zhì)效果,使粗大的共晶硅變?yōu)榧?xì)小纖維狀,晶粒尺寸明顯減小,組織均勻程度顯著提升。添加0.7%Yb的A360合金顯微硬度達(dá)到85Hv,已經(jīng)與經(jīng)過2%Na鹽變質(zhì)的A360合金力學(xué)性能基本相同。同時,確定了在A360合金中,加入的Yb元素會與A1生成新相A13Yb,而在基體和硅相中未發(fā)現(xiàn)Yb的存在。其次,確定Yb對共晶硅的變質(zhì)及細(xì)化晶粒作用主要是由于加入Yb降低了合金的共晶溫度點,Yb原子富集在共晶硅的結(jié)晶前沿,阻礙了共晶硅的針狀長大,最終共晶硅以纖維狀形式存在。
【關(guān)鍵詞】：鎂合金 鋁合金 鐿 顯微組織 擠壓 變質(zhì)處理
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG146.22;TG146.21
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-10
• 第一章 緒論10-24
• 1.1 鎂,鋁合金簡述10-12
• 1.1.1 鎂及鎂合金的性質(zhì)10-11
• 1.1.2 鋁及鋁合金的性質(zhì)11-12
• 1.2 鎂鋁合金強化機理12-17
• 1.2.1 鎂合金強化機制12-15
• 1.2.2 鋁合金強化機制15-17
• 1.3 稀土元素在鎂,鋁合金中的作用17-20
• 1.3.1 稀土元素在鎂合金中的作用17-19
• 1.3.2 稀土元素在鋁合金中的作用19-20
• 1.4 研究內(nèi)容20-21
• 1.4.1 Yb對ZK60鎂合金的改性機制原理研究20-21
• 1.4.2 稀土Yb對A360鋁合金的變質(zhì)機理研究21
• 1.5 本研究的創(chuàng)新點及可行性分析21-24
• 1.5.1 創(chuàng)新點21-22
• 1.5.2 可行性分析22-24
• 第二章 試驗材料、設(shè)備及試驗方法24-34
• 2.1 合金的成分設(shè)計24-25
• 2.2 實驗設(shè)備25-26
• 2.3 研究方案及技術(shù)路線26-31
• 2.3.1 Yb對ZK60鎂合金實驗部分及技術(shù)路線26-30
• 2.3.2 Yb對A360鋁合金實驗研究方案及技術(shù)路線30-31
• 2.4 樣品顯微組織觀察及性能表征31-34
• 2.4.1 光學(xué)顯微組織觀察31-32
• 2.4.2 常溫拉伸試驗32
• 2.4.3 掃描電鏡觀察及能譜測試32
• 2.4.4 X射線衍射分析32-33
• 2.4.5 顯微硬度測試33
• 2.4.6 同步熱分析測試33-34
• 第三章 YB對ZK60鎂合金合金組織及性能的影響34-42
• 3.1. 合金組織研究35-38
• 3.1.1 合金鑄態(tài)金相組織35
• 3.1.2 合金固溶態(tài)組織35-36
• 3.1.3 合金擠壓態(tài)組織36-38
• 3.2 熱擠壓過程中的動態(tài)析出行為38-39
• 3.3 動態(tài)析出的作用與效果39-40
• 3.4 本章小結(jié)40-42
• 第四章 稀土YB對A360鋁合金顯微組織的影響42-56
• 4.1 YB變質(zhì)鋁硅合金的凝固過程42-44
• 4.1.1 變質(zhì)鋁硅合金凝固過程的傳熱43
• 4.1.2 鋁硅合金凝固特點43-44
• 4.2 變質(zhì)合金顯微組織44-48
• 4.3 合金物相成分分析48
• 4.4 新相形貌分布觀察48-49
• 4.5 變質(zhì)合金力學(xué)性能分析49-51
• 4.6 YB對鋁硅合金變質(zhì)機理的分析51-54
• 4.6.1 Yb在A360合金中的存在形式51-52
• 4.6.2 Yb的變質(zhì)機理分析52-54
• 4.7 本章小結(jié)54-56
• 第五章 結(jié)論56-58
• 參考文獻(xiàn)58-64
• 致謝64-66
• 碩士期間發(fā)表的論文及科研成果66

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 王渠東;林金保;彭立明;陳永軍;;往復(fù)擠壓變形對ZK60鎂合金力學(xué)性能的影響[J];金屬學(xué)報;2008年01期

2 徐貴松，，吳炳乾;稀土變質(zhì)劑在鋁及其合金中的應(yīng)用[J];江西有色金屬;1996年03期

3 劉英,李元元,張衛(wèi)文,羅宗強,張大童;鎂合金的研究進(jìn)展和應(yīng)用前景[J];輕金屬;2002年08期

4 歐陽志英,毛協(xié)民,唐多光,張金龍,王海江,侯旭;稀土對過共晶Al-Si合金P變質(zhì)效果的影響[J];特種鑄造及有色合金;2003年01期

5 周永欣,呂振林,趙西城;鑄造Al-Si合金變質(zhì)劑的研究現(xiàn)狀和發(fā)展動態(tài)[J];鑄造技術(shù);2004年01期

6 何志,張瑞杰,介萬奇;冷卻速率對Al-Si-Mg三元合金凝固過程的影響[J];鑄造;2005年02期

本文編號：665335