本文關(guān)鍵詞：深冷處理對(duì)Mg-3.5Zn-0.6Gd鎂合金顯微組織與力學(xué)性能的影響

  更多相關(guān)文章： 稀土鎂合金 深冷處理 尺寸效應(yīng) 顯微組織 力學(xué)性能

【摘要】：世界稀土資源非常豐富,其中,中國是稀土資源儲(chǔ)存量最大的國家。稀土元素是鎂合金常用的合金化元素,不僅用于耐熱鎂合金材料中,還用于耐高溫鎂合金、高強(qiáng)鎂合金材料中。稀土鎂合金應(yīng)用范圍從鎂合金初期的航空航天事業(yè)和軍事領(lǐng)域中,擴(kuò)展到導(dǎo)彈、汽車、電子通信等領(lǐng)域。稀土元素對(duì)鎂合金的力學(xué)性能、耐蝕抗氧化性能、摩擦性能及疲勞性能等的提高有著極大的促進(jìn)作用。深冷處理同樣被驗(yàn)證對(duì)鋼鐵耐蝕抗氧化性能、耐磨性等均有顯著的提高,未來必將作為材料研究的重要方向而受到國內(nèi)外材料研究學(xué)者的青睞。但是鎂合金深冷處理的機(jī)理研究國內(nèi)外鮮有相關(guān)報(bào)道。因此,本文對(duì)深冷處理采用不同的工藝參數(shù)(深冷時(shí)間、深冷溫度),主要研究了Mg-3.5Zn-0.6Gd鎂合金在經(jīng)過不同時(shí)間的深冷處理(-180℃)和該合金經(jīng)過不同溫度的深冷處理(1 h)后其顯微組織和力學(xué)性能的變化。另外分析了尺寸效應(yīng)對(duì)深冷處理Mg-3.5Zn-0.6Gd鎂合金纖維組織和力學(xué)性能的影響。深冷處理能促進(jìn)Mg-3.5Zn-0.6Gd鎂合金中準(zhǔn)晶相I相的析出。原始擠壓態(tài)的Mg-3.5Zn-0.6Gd鎂合金由Mg相和W相組成。深冷處理后合金中第二相顆粒的體積分?jǐn)?shù)隨著深冷時(shí)間的延長(zhǎng)而增加,深冷處理1 h后,合金中產(chǎn)生準(zhǔn)晶相I相。3 h時(shí),第二相顆粒的體積分?jǐn)?shù)達(dá)到最大值31.5%。而后隨著時(shí)間的增加,析出速率逐漸變慢,第二相析出量反而減少。當(dāng)深冷時(shí)間達(dá)到24 h后,合金中第二相體積分?jǐn)?shù)和原始擠壓態(tài)合金的第二相體積分?jǐn)?shù)相差不大。而隨著深冷時(shí)間的增加,I相的含量和成分發(fā)生的變化可能導(dǎo)致深冷時(shí)間對(duì)Mg-3.5Zn-0.6Gd鎂合金的硬度、塑性和強(qiáng)度作用甚微。此外,對(duì)不同時(shí)間深冷處理的Mg-3.5Zn-0.6Gd鎂合金進(jìn)行EBSD分析,其結(jié)果表明,長(zhǎng)時(shí)間的深冷處理有助于減少M(fèi)g-3.5Zn-0.6Gd鎂合金中的孿晶。原始擠壓態(tài)Mg-3.5Zn-0.6Gd鎂合金中孿晶數(shù)為75%。深冷處理后的Mg-3.5Zn-0.6Gd鎂合金中的孿晶明顯得到減少。深冷處理1 h后,合金中孿晶百分?jǐn)?shù)從原始擠壓態(tài)時(shí)的75%下降到63%。3 h深冷處理后,孿晶百分?jǐn)?shù)繼續(xù)下降到54%。隨著深冷時(shí)間的增加,孿晶不斷減少。當(dāng)深冷處理的時(shí)間達(dá)到24 h時(shí),孿晶百分?jǐn)?shù)降到23.3%,比原始擠壓態(tài)合金的孿晶少51.7%。因此,Mg-3.5Zn-0.6Gd鎂合金中的孿晶隨著深冷處理時(shí)間的增加逐漸消失。對(duì)比經(jīng)過不同溫度的深冷處理Mg-3.5Zn-0.6Gd鎂合金的顯微組織和力學(xué)性能,結(jié)果表明合金中第二相的體積分?jǐn)?shù)隨著深冷溫度的降低而少量增多。深冷處理后Mg-3.5Zn-0.6Gd鎂合金中產(chǎn)生的準(zhǔn)晶相I相有利于提高合金的硬度。深冷溫度對(duì)Mg-3.5Zn-0.6Gd鎂合金的顯微硬度有明顯影響。深冷溫度越低Mg-3.5Zn-0.6Gd鎂合金的顯微硬度越高。超低溫使合金中產(chǎn)生更多的I相。因?yàn)闇?zhǔn)晶相I相一般都具有比較好的熱穩(wěn)定性,能夠牢固地附著在基體上,這也是I相能成為有效的增強(qiáng)相的主要原因。對(duì)0.5 mm、1 mm和3 mm三種不同厚度的Mg-3.5Zn-0.6Gd鎂合金進(jìn)行深冷處理后,分析在深冷處理過程中尺寸效應(yīng)對(duì)合金的影響,結(jié)果表明,尺寸效應(yīng)對(duì)深冷處理的鎂合金顯微組織影響不大。深冷處理后,0.5 mm和1 mm厚度的合金芯部和表面的顯微硬度都有明顯提高,但是材料為3 mm時(shí),無論是表面還是中心,硬度沒有明顯的變化。而深冷處理前后Mg-3.5Zn-0.6Gd鎂合金的厚度為3 mm的顯微硬度明顯比0.5 mm和1 mm厚度的合金顯微硬度要低,因?yàn)樯罾涮幚泶龠M(jìn)合金組織中大尺寸的粗晶動(dòng)態(tài)再結(jié)晶生成大量較細(xì)小的亞晶和這些再結(jié)晶再次長(zhǎng)大。尺寸效應(yīng)對(duì)深冷處理的Mg-3.5Zn-0.6Gd鎂合金的塑性和強(qiáng)度有一定影響,但是變化不大。
【關(guān)鍵詞】：稀土鎂合金 深冷處理 尺寸效應(yīng) 顯微組織 力學(xué)性能
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG146.22;TG156.91
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 緒論10-22
• 1.1 鎂及鎂合金概述10-14
• 1.1.1 鎂的基本特性10-11
• 1.1.2 鎂合金的特點(diǎn)11-13
• 1.1.3 變形鎂合金13-14
• 1.2 稀土元素在變形鎂合金中的應(yīng)用14-16
• 1.3 深冷處理技術(shù)16-19
• 1.3.1 深冷處理概述16-17
• 1.3.2 深冷處理在合金領(lǐng)域的應(yīng)用研究17-19
• 1.3.3 鎂合金的深冷處理19
• 1.4 選題意義及研究?jī)?nèi)容19-22
• 1.4.1 選題意義19-20
• 1.4.2 研究?jī)?nèi)容20-22
• 第2章 實(shí)驗(yàn)方案及研究方法22-28
• 2.1 工藝路線22-23
• 2.2 材料制備23-24
• 2.2.1 鑄造熔煉23
• 2.2.2 擠壓成型23
• 2.2.3 深冷工藝23-24
• 2.3 組織觀察24-27
• 2.3.1 金相24
• 2.3.2 XRD測(cè)試24-25
• 2.3.3 SEM觀察25
• 2.3.4 電子背散射衍射25-27
• 2.4 力學(xué)性能檢測(cè)27-28
• 2.4.1 硬度測(cè)試27
• 2.4.2 拉伸試驗(yàn)27-28
• 第3章 深冷時(shí)間對(duì)Mg-3.5Zn-0.6Gd鎂合金顯微組織和力學(xué)性能的影響28-41
• 3.1 顯微組織28-36
• 3.1.1 金相組織28-31
• 3.1.2 XRD分析31-33
• 3.1.3 SEM分析33-36
• 3.2 力學(xué)性能36-38
• 3.2.1 顯微硬度36
• 3.2.2 拉伸性能36-38
• 3.3 本章小結(jié)與討論38-41
• 第4章 深冷處理前后鎂合金的相變與織構(gòu)演變41-51
• 4.1 EBSD取向成像分析41-44
• 4.2 差取向角分析44-46
• 4.3 晶粒尺寸分布情況46-48
• 4.4 極圖分析48-49
• 4.5 本章小結(jié)與討論49-51
• 第5章 深冷溫度對(duì)Mg-3.5Zn-0.6Gd鎂合金顯微組織和力學(xué)性能的影響51-61
• 5.1 顯微組織51-57
• 5.1.1 金相組織51-53
• 5.1.2 XRD分析53-54
• 5.1.3 SEM分析54-57
• 5.2 力學(xué)性能57-58
• 5.3 本章小結(jié)與討論58-61
• 第6章 尺寸效應(yīng)對(duì)深冷處理Mg-3.5Zn-0.6Gd鎂合金的顯微組織和力學(xué)性能的影響61-70
• 6.1 顯微組織61-64
• 6.1.1 金相組織61-63
• 6.1.2 XRD分析63-64
• 6.2 力學(xué)性能64-67
• 6.2.1 硬度測(cè)試64-65
• 6.2.2 拉伸性能65-67
• 6.3 本章小結(jié)與討論67-70
• 第7章 結(jié)論與展望70-73
• 7.1 主要結(jié)論70-71
• 7.2 展望71-73
• 致謝73-75
• 參考文獻(xiàn)75-80
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果80

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本文編號(hào)：682016