本文關(guān)鍵詞：Sr對(duì)Mg-Zn-Y合金組織與性能影響研究

  更多相關(guān)文章： Mg-Zn合金 微觀組織 擠壓變形 力學(xué)性能 Mg6Zn2Sr1相

【摘要】：Mg-Zn-Y合金是一種重要的商用變形鎂合金,稀土Y的添加會(huì)有效的細(xì)化晶粒、改善析出相結(jié)構(gòu)以及增強(qiáng)時(shí)效強(qiáng)化效果,使得Mg-Zn-Y合金具有高強(qiáng)度和良好的塑性,廣泛應(yīng)用于汽車、電子、航空航天和國(guó)防軍工等領(lǐng)域。然而Mg-Zn-Y合金的耐熱性差,高溫力學(xué)性能不夠理想,極大的限制了該合金的應(yīng)用。堿土Sr元素是一種能有效提高鎂合金高溫性能的合金元素,相比價(jià)格昂貴的稀土元素,其具有質(zhì)輕價(jià)廉等優(yōu)點(diǎn)。本文在Mg-3Zn-1Y合金的基礎(chǔ)上,研究了不同的Sr含量對(duì)Mg-3Zn-1Y合金的微觀組織和高溫性能的影響。本文設(shè)計(jì)并制備了5種不同Sr含量Mg-3Zn-1Y-x Sr(x=0,0.3,0.6,0.9,1.5)合金,重點(diǎn)研究了Mg-3Zn-1Y-xSr合金的微觀組織和高溫力學(xué)性能,分析了第二相對(duì)合金高溫力學(xué)性能的強(qiáng)化機(jī)理和斷裂機(jī)制。研究結(jié)果表明:(1)Mg-3Zn-1Y-x Sr合金主要由α-Mg、Mg3Y2Zn3(W相)以及一種Mg(Zn,Sr)新相組成,定義了該Mg(Zn,Sr)新相為S相,通過(guò)TEM分析可確定該S相為Mg6Zn2Sr1相,DSC熱分析結(jié)果表明S相比W相具有更好的高溫穩(wěn)定性。(2)Sr能細(xì)化Mg-3Zn-1Y合金晶粒,Mg-3Zn-1Y-1.5Sr合金具有最小的晶粒尺寸,且隨著Sr含量的提高,沿晶界分布的共晶化合物逐漸粗化,Mg-3Zn-1Y-1.5Sr合金中共晶化合物變?yōu)橥耆倪B續(xù)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。(3)擠壓變形中Mg-3Zn-1Y-xSr合金發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶,其微觀組織得到了細(xì)化,并且沿晶界呈連續(xù)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的共晶化合物經(jīng)擠壓變形破碎成細(xì)小的顆�；蚶w維狀并沿?cái)D壓方向分布,擠壓態(tài)Mg-3Zn-1Y-xSr合金中,隨Sr含量的提高,S相體積分?jǐn)?shù)增加,其形態(tài)由橢球狀-短桿狀-長(zhǎng)纖維狀順序轉(zhuǎn)變。(4)250℃時(shí)擠壓態(tài)Mg-3Zn-1Y-x Sr合金的高溫拉伸實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn):合金中S相體積分?jǐn)?shù)提高,合金強(qiáng)度升高而延伸率下降,當(dāng)S相的體積分?jǐn)?shù)為8.39%時(shí),即Sr含量為0.9 wt%時(shí),擠壓態(tài)Mg-3Zn-1Y-0.9Sr合金具有最佳力學(xué)性能,其抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、延伸率分別為204 MPa、171 MPa、61.34%。擠壓態(tài)Mg-3Zn-1Y-0.9Sr合金250℃高溫蠕變速率為5.63×10-9s-1。(5)第二相對(duì)擠壓態(tài)Mg-3Zn-1Y-0.9Sr合金的強(qiáng)化機(jī)理主要為:沿晶界分布的W相的釘扎作用和S相的短纖維增強(qiáng)作用。
【關(guān)鍵詞】：Mg-Zn合金 微觀組織 擠壓變形 力學(xué)性能 Mg6Zn2Sr1相
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG146.22
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-9
• 1 緒論9-25
• 1.1 引言9-10
• 1.2 鎂及鎂合金10-15
• 1.2.1 金屬鎂的性質(zhì)10-11
• 1.2.2 鎂合金的特點(diǎn)11-12
• 1.2.3 鎂合金的強(qiáng)化12-15
• 1.3 變形鎂合金研究現(xiàn)狀15-19
• 1.3.1 重要變形鎂合金系列15-18
• 1.3.2 變形鎂合金的應(yīng)用18-19
• 1.4 Mg-Zn系合金研究概述19-21
• 1.4.1 Mg-Zn二元合金19-20
• 1.4.2 Mg-Zn-Y合金研究概述20-21
• 1.5 本課題的研究?jī)?nèi)容、意義及主要?jiǎng)?chuàng)新21-25
• 1.5.1 本課題的研究?jī)?nèi)容21-22
• 1.5.2 本課題的研究意義22
• 1.5.3 本課題的主要?jiǎng)?chuàng)新22-25
• 2 試樣制備及研究方法25-33
• 2.1 實(shí)驗(yàn)方案25
• 2.2 合金成分設(shè)計(jì)25-27
• 2.3 合金的制備27-29
• 2.3.1 原材料27
• 2.3.2 合金的熔煉27-29
• 2.3.3 合金的擠壓變形29
• 2.4 材料性能測(cè)試29-31
• 2.4.1 室溫力學(xué)性能測(cè)試29-30
• 2.4.2 高溫力學(xué)性能測(cè)試30-31
• 2.4.3 蠕變性能測(cè)試31
• 2.5 合金的組織性能分析31-32
• 2.5.1 合金的實(shí)際成分測(cè)定31
• 2.5.2 合金的金相制備及觀察31
• 2.5.3 X-射線衍射分析31
• 2.5.4 DSC熱分析31-32
• 2.5.5 SEM觀察及EDS分析32
• 2.5.6 TEM觀察32
• 2.6 本章小結(jié)32-33
• 3 鑄態(tài)Mg-Zn-Y-x Sr合金的顯微組織及力學(xué)性能33-47
• 3.1 合金的實(shí)際成分33
• 3.2 鑄態(tài)Mg-3Zn-1Y-xSr合金的微觀組織33-42
• 3.2.1 鑄態(tài)合金OM、SEM形貌分析33-37
• 3.2.2 EDS能譜以及XRD物相分析37-40
• 3.2.3 DSC熱分析40-41
• 3.2.4 金屬Sr的晶粒細(xì)化機(jī)理41-42
• 3.3 鑄態(tài)Mg-3Zn-1Y-xSr合金的力學(xué)性能42-45
• 3.3.1 鑄態(tài)合金的力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果42-43
• 3.3.2 鑄態(tài)合金的斷口形貌43-45
• 3.4 本章小結(jié)45-47
• 4 擠壓態(tài)Mg-Zn-Y-xSr合金的顯微組織及室溫力學(xué)性能47-59
• 4.1 Mg-3Zn-1Y-xSr合金的均勻化處理和擠壓工藝47
• 4.2 擠壓態(tài)Mg-3Zn-1Y-x Sr合金的微觀組織47-52
• 4.2.1 擠壓態(tài)合金的OM、SEM形貌分析47-51
• 4.2.2 擠壓態(tài)合金的TEM形貌分析51-52
• 4.3 擠壓態(tài)Mg-3Zn-1Y-x Sr合金的室溫力學(xué)性能52-57
• 4.3.1 擠壓態(tài)合金的室溫力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果52-53
• 4.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與討論53-55
• 4.3.3 擠壓態(tài)合金的室溫拉伸斷口形貌55-57
• 4.4 本章小結(jié)57-59
• 5 擠壓態(tài)Mg-3Zn-1Y-xSr合金的高溫性能59-69
• 5.1 擠壓態(tài)Mg-3Zn-1Y-x Sr合金的 250℃力學(xué)性能59-64
• 5.1.1 擠壓態(tài)合金的 250℃力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果59-60
• 5.1.2 擠壓態(tài)合金的 250℃拉伸斷口形貌60-61
• 5.1.3 第二相粒子對(duì)擠壓態(tài)合金 250℃高溫力學(xué)性能的影響61-64
• 5.2 擠壓態(tài)Mg-3Zn-1Y-0.9Sr合金 300℃拉伸性能64-65
• 5.3 擠壓態(tài)Mg-3Zn-1Y-0.9Sr合金的 250℃蠕變實(shí)驗(yàn)研究65-66
• 5.4 本章小結(jié)66-69
• 6 結(jié)論與展望69-71
• 6.1 結(jié)論69
• 6.2 展望69-71
• 致謝71-73
• 參考文獻(xiàn)73-77
• 附錄77
• A 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄77
• B 作者在攻讀碩士學(xué)位期間取得的科研成果目錄及得獎(jiǎng)情況77

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