本文關(guān)鍵詞：長周期堆垛有序結(jié)構(gòu)增強(qiáng)Mg-Y-Zn-Li合金的研究

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【摘要】：鎂合金因其比強(qiáng)度高、質(zhì)量輕而在航空航天、交通運(yùn)輸業(yè)中有著較為廣闊的應(yīng)用潛力和發(fā)展空間。但鎂合金較低的強(qiáng)度和延展性阻礙了其在工業(yè)上的應(yīng)用。近年來，鎂合金中長周期堆垛有序（LPSO）結(jié)構(gòu)引起了人們的廣泛關(guān)注，該結(jié)構(gòu)具有特殊的原子堆垛排列和高溫?zé)崃W(xué)穩(wěn)定性，能夠顯著提升合金的常溫和高溫性能。 本文利用常規(guī)鑄造法制備出高強(qiáng)韌Mg-Y-Zn-Li長周期結(jié)構(gòu)鎂合金，研究了Li元素的添加、不同熱處理工藝和Zn/Y原子比對Mg-Y-Zn-Li合金中長周期結(jié)構(gòu)增強(qiáng)相形成和演化規(guī)律的影響，以及微觀結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能之間的聯(lián)系。研究結(jié)果表明： （1）鑄態(tài)Mg94-xY4Zn2Lix合金系中，少量Li的添加促進(jìn)合金中18R-LPSO相的形成，同時細(xì)化晶粒；過量Li的添加不利于合金中18R-LPSO相的形成，反而促進(jìn)(Mg,Zn)24Y5共晶相的形成，并使合金晶粒粗大。當(dāng)Li添加量為5at.%時，合金主要由α-Mg、18R-LPSO相和少量(Mg,Zn)24Y5共晶相組成，晶粒最細(xì)，力學(xué)性能最優(yōu)：宏觀硬度76.5HB，抗拉強(qiáng)度189MPa，伸長率3%。 （2）不同的固溶溫度、固溶時間以及冷卻方式會使Mg89Y4Zn2Li5合金組織結(jié)構(gòu)產(chǎn)生很大變化。隨爐冷卻促進(jìn)合金基體中形成大量14H-LPSO相，而水淬抑制14H-LPSO相的形成。Li的添加使14H-LPSO相直接以沉淀形式析出，而不是由18R-LPSO相轉(zhuǎn)變形成的。 （3）經(jīng)200℃/30h時效處理后，隨爐冷卻Mg89Y4Zn2Li5合金因其基體中存在14H-LPSO相以及β＇相，綜合力學(xué)性能最佳：抗拉強(qiáng)度227MPa，伸長率9.9%。 （4）在Mg-Y-Zn-Li合金系中，不同Zn/Y原子比會對合金的組織及性能產(chǎn)生較大影響。當(dāng)Zn/Y原子比為2時，鑄態(tài)Mg92Y1Zn2Li5合金組織主要由α-Mg和W相組成，晶粒粗大，力學(xué)性能較差。當(dāng)Zn/Y原子比為1時，鑄態(tài)Mg91Y2Zn2Li5合金組織主要由α-Mg、W相和18R-LPSO相組成，晶粒細(xì)小，，力學(xué)性能較好：宏觀硬度67.5HB，抗拉強(qiáng)度182MPa，伸長率9.8%。 （5）經(jīng)500℃/40h固溶處理后，Mg92Y1Zn2Li5和Mg91Y2Zn2Li5合金中第二相都完全溶解，兩組合金中均形成大量高彌散度的球狀顆粒相（MgYZn2）。但Mg91Y2Zn2Li5合金中球狀顆粒相的數(shù)量更多、彌散度更高，同時基體中又有大量14H-LPSO相析出。球狀顆粒相和14H-LPSO相的協(xié)同強(qiáng)化作用，使Mg91Y2Zn2Li5合金的宏觀硬度達(dá)70.2HB，抗拉強(qiáng)度達(dá)206MPa，伸長率達(dá)16.9%。
【關(guān)鍵詞】：長周期堆垛有序結(jié)構(gòu) Mg-Y-Zn-Li合金 微觀組織 熱處理 力學(xué)性能
【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】：2015
【分類號】：TG146.22
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-26
• 1.1 鎂及鎂合金10-11
• 1.2 鎂合金的強(qiáng)韌化方式11-15
• 1.2.1 合金化強(qiáng)化11-14
• 1.2.2 固溶強(qiáng)化14
• 1.2.3 沉淀析出強(qiáng)化14
• 1.2.4 細(xì)晶強(qiáng)化14-15
• 1.2.5 變形強(qiáng)化15
• 1.3 Mg-Y-Zn 合金中的相15-16
• 1.4 長周期結(jié)構(gòu)鎂合金16-19
• 1.4.1 長周期結(jié)構(gòu)16-18
• 1.4.2 長周期結(jié)構(gòu)強(qiáng)化機(jī)制18
• 1.4.3 Mg-Y-Zn 長周期結(jié)構(gòu)鎂合金的研究現(xiàn)狀18-19
• 1.5 選題意義及研究內(nèi)容19-21
• 1.5.1 選題意義19-20
• 1.5.2 研究內(nèi)容20-21
• 參考文獻(xiàn)21-26
• 第二章 實(shí)驗(yàn)過程與研究方法26-34
• 2.1 合金的制備26-31
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)工藝路線26-27
• 2.1.2 合金的熔煉工藝27-31
• 2.2 合金的熱處理工藝31
• 2.3 合金試樣的測試分析31-34
• 2.3.1 合金的組織觀察31-32
• 2.3.2 合金的力學(xué)性能測試32-34
• 第三章 長周期結(jié)構(gòu)增強(qiáng) Mg-Y-Zn-Li 合金34-46
• 3.1 引言34-35
• 3.2 鑄態(tài) Mg_(94-x)Y_4Zn_2Li_x合金的顯微組織35-40
• 3.3 鑄態(tài) Mg_(94-x)Y_4Zn_2Li_x合金中的長周期結(jié)構(gòu)40-41
• 3.4 鑄態(tài) Mg_(94-x)Y_4Zn_2Li_x合金的力學(xué)性能41-43
• 3.5 小結(jié)43-44
• 參考文獻(xiàn)44-46
• 第四章 熱處理對 Mg_(89)Y_4Zn_2Li_5合金組織及性能的影響46-58
• 4.1 引言46
• 4.2 固溶處理對 Mg_(89)Y_4Zn_2Li_5合金組織的影響46-51
• 4.2.1 固溶溫度對 Mg_(89)Y_4Zn_2Li_5合金組織的影響46-48
• 4.2.2 固溶時間對 Mg_(89)Y_4Zn_2Li_5合金組織的影響48-49
• 4.2.3 冷卻方式對 Mg_(89)Y_4Zn_2Li_5合金組織的影響49-51
• 4.3 時效處理對 Mg_(89)Y_4Zn_2Li_5合金組織及性能的影響51-54
• 4.4 小結(jié)54-55
• 參考文獻(xiàn)55-58
• 第五章 Y 元素對 Mg_(89)Y_4Zn_2Li_5合金組織及性能的影響58-70
• 5.1 引言58-59
• 5.2 鑄態(tài) Mg-Y-Zn-Li 合金組織及性能的分析59-63
• 5.2.1 鑄態(tài) Mg-Y-Zn-Li 合金顯微組織的分析59-62
• 5.2.2 鑄態(tài) Mg-Y-Zn-Li 合金力學(xué)性能的分析62-63
• 5.3 固溶態(tài) Mg-Y-Zn-Li 合金組織及性能的分析63-67
• 5.3.1 固溶處理對 Mg-Y-Zn-Li 合金顯微組織的影響63-66
• 5.3.2 固溶處理對 Mg-Y-Zn-Li 合金力學(xué)性能的影響66-67
• 5.4 小結(jié)67-68
• 參考文獻(xiàn)68-70
• 第六章 結(jié)論與展望70-72
• 6.1 結(jié)論70
• 6.2 展望70-72
• 致謝72-74
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文74

【參考文獻(xiàn)】

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中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 姜濱;鎂鋰合金力學(xué)性能及LPSO構(gòu)筑[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

本文編號：703007