本文關(guān)鍵詞：Mg-Gd-Ag體系的熱力學(xué)優(yōu)化與計算

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【摘要】：Mg-Gd系合金憑借其優(yōu)異的時效硬化特性和耐熱性能,成為當(dāng)下最具開發(fā)潛力的鎂合金之一。其中,Mg-Gd-Ag合金尤為受到研究者的關(guān)注,研究發(fā)現(xiàn)Ag元素的加入可以進一步大幅提高Mg-Gd系合金的綜合力學(xué)性能,進而增大合金的應(yīng)用前景。為了更加高效地提升合金性能,優(yōu)化合金成分,穩(wěn)定工藝參數(shù),掌握Mg-Gd-Ag三元系的相圖和熱力學(xué)信息是十分必要的。本文利用實驗/計算結(jié)合的方法,基于CALPHAD技術(shù),首次對Mg-Gd-Ag三元系的相平衡進行了實驗測定,并利用Pandat軟件包首次對Mg-Gd-Ag三元系進行了熱力學(xué)優(yōu)化與計算,主要工作內(nèi)容如下:(1)通過退火淬火法實驗測定了Mg-Gd-Ag三元系富鎂角在400○C和450○C等溫截面的相區(qū)組成,確認了相區(qū)邊界。(2)系統(tǒng)地搜集、評估了Mg-Gd,Mg-Ag和Ag-Gd三個邊際二元系的熱力學(xué)優(yōu)化信息,分別選取可靠的熱力學(xué)參數(shù)作為外推Mg-Gd-Ag三元系數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)。(3)結(jié)合文獻中報道的Mg-Gd,Mg-Ag和Ag-Gd二元系的熱力學(xué)參數(shù)和本次研究測定的Mg-Gd-Ag三元系的相平衡實驗數(shù)據(jù),對Mg-Gd-Ag三元系進行了熱力學(xué)優(yōu)化與計算,計算結(jié)果與實驗結(jié)果取得了良好的一致性。(4)基于相圖熱力學(xué)計算結(jié)果,開展了Mg-Gd-Ag系合金成分優(yōu)化和熱處理工藝設(shè)計的探索實驗,并進行了Mg-Gd-Ag系合金的室溫力學(xué)性能研究,實驗結(jié)果驗證了Mg-Gd-Ag三元系熱力學(xué)數(shù)據(jù)庫的可靠性。
【關(guān)鍵詞】：Mg-Gd-Ag系合金 相圖 CALPHAD技術(shù) 熱力學(xué)計算
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(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3-4
• ABSTRACT4-10
• 第1章 緒論10-22
• 1.1 鎂及鎂合金概述10-11
• 1.1.1 鎂及鎂合金的基本特性10
• 1.1.2 鎂合金的發(fā)展概況10-11
• 1.2 相圖與材料設(shè)計11-12
• 1.3 相圖熱力學(xué)計算12-19
• 1.3.1 相圖熱力學(xué)計算概述12-13
• 1.3.2 相圖熱力學(xué)計算原理13-14
• 1.3.3 熱力學(xué)模型概述14-16
• 1.3.4 CALPHAD技術(shù)計算相圖流程16-18
• 1.3.5 Pandat熱力學(xué)軟件介紹18-19
• 1.4 鎂合金相圖發(fā)展概況19-20
• 1.5 選題意義和研究內(nèi)容20-22
• 1.5.1 選題意義20-21
• 1.5.2 研究內(nèi)容21-22
• 第2章 合金制備與實驗方法22-27
• 2.1 工藝路線22
• 2.2 合金制備22-25
• 2.2.1 合金成分設(shè)計22-23
• 2.2.2 熔煉鑄造工藝23-24
• 2.2.3 合金成分測定24
• 2.2.4 熱處理工藝24-25
• 2.3 顯微組織結(jié)構(gòu)觀察與分析25-26
• 2.3.1 OM光學(xué)顯微鏡分析25
• 2.3.2 XRD物相分析25
• 2.3.3 SEM顯微形貌觀察25
• 2.3.4 EPMA物相成分分析25
• 2.3.5 TEM顯微形貌觀察和結(jié)構(gòu)分析25-26
• 2.4 DSC差示掃描量熱分析26
• 2.5 相圖計算26-27
• 第3章 Mg-Gd-Ag三元系富鎂角的相平衡研究27-58
• 3.1 引言27
• 3.2 400°C平衡態(tài)Mg-Gd-Ag合金微觀組織分析27-42
• 3.2.1 400°C平衡態(tài)GQ1合金微觀組織分析27-30
• 3.2.2 400°C平衡態(tài)GQ2合金微觀組織分析30-32
• 3.2.3 400°C平衡態(tài)GQ3合金微觀組織分析32-35
• 3.2.4 400°C平衡態(tài)GQ4合金微觀組織分析35-37
• 3.2.5 400°C平衡態(tài)GQ5合金微觀組織分析37-40
• 3.2.6 400°C平衡態(tài)GQ6合金微觀組織分析40-42
• 3.3 450°C平衡態(tài)Mg-Gd-Ag合金微觀組織分析42-53
• 3.3.1 450°C平衡態(tài)GQ1合金微觀組織分析42-44
• 3.3.2 450°C平衡態(tài)GQ2合金微觀組織分析44-47
• 3.3.3 450°C平衡態(tài)GQ3合金微觀組織分析47-49
• 3.3.4 450°C平衡態(tài)GQ5合金微觀組織分析49-51
• 3.3.5 450°C平衡態(tài)GQ6合金微觀組織分析51-53
• 3.4 Mg-Gd-Ag合金平衡相組成總結(jié)53
• 3.5 Mg-Gd-Ag三元系平衡新相晶體結(jié)構(gòu)分析53-56
• 3.6 本章小結(jié)56-58
• 第4章 Mg-Gd-Ag三元系熱力學(xué)優(yōu)化與計算58-79
• 4.1 引言58
• 4.2 Mg-Gd二元系實驗數(shù)據(jù)評估與熱力學(xué)計算58-60
• 4.2.1 Mg-Gd二元系實驗數(shù)據(jù)評估58
• 4.2.2 溶體相的熱力學(xué)模型58-59
• 4.2.3 金屬間化合物相的熱力學(xué)模型59-60
• 4.3 Mg-Ag二元系實驗信息評估與熱力學(xué)計算60-62
• 4.3.1 Mg-Ag二元系實驗數(shù)據(jù)評估60-61
• 4.3.2 溶體相的熱力學(xué)模型61
• 4.3.3 金屬間化合物的熱力學(xué)模型61-62
• 4.4 Ag-Gd二元系實驗信息評估與熱力學(xué)計算62-65
• 4.4.1 Ag-Gd二元系實驗數(shù)據(jù)評估62-63
• 4.4.2 溶體相的熱力學(xué)模型63
• 4.4.3 金屬間化合物的熱力學(xué)模型63-65
• 4.5 Mg-Gd-Ag三元系富Mg角熱力學(xué)優(yōu)化與計算65-78
• 4.5.1 Mg-Gd-Ag三元系富Mg角各相熱力學(xué)模型討論65-68
• 4.5.2 Mg-Gd-Ag三元系富Mg角等溫截面計算結(jié)果分析討論68-70
• 4.5.3 Mg-Gd-Ag合金中各相含量計算結(jié)果分析討論70-74
• 4.5.4 DSC測試與計算結(jié)果對比討論74-78
• 4.6 本章小結(jié)78-79
• 第5章 熱力學(xué)計算在Mg-Gd-Ag系合金研制開發(fā)中的應(yīng)用79-97
• 5.1 引言79
• 5.2 熱力學(xué)計算指導(dǎo)合金成分設(shè)計79-83
• 5.2.1 Mg-Gd-Ag合金成分設(shè)計思路79-80
• 5.2.2 Mg-Gd-Ag合金理論設(shè)計成分80-83
• 5.3 Mg-Gd-Ag系合金研究方法83-85
• 5.3.1 合金熔煉工藝83
• 5.3.2 熱處理工藝83-84
• 5.3.3 顯微組織觀察與分析84
• 5.3.4 硬度測試84
• 5.3.5 拉伸測試84-85
• 5.4 鑄態(tài)Mg-Gd-Ag-Zr合金顯微組織分析85-88
• 5.4.1 鑄態(tài) 1#合金Mg-16.10Gd-0.42Ag-0.37Zr (wt.%)顯微組織分析85-86
• 5.4.2 鑄態(tài) 2#合金Mg-15.43Gd-0.89Ag-0.39Zr (wt.%)顯微組織分析86-87
• 5.4.3 鑄態(tài) 3#合金Mg-13.19Gd-1.46Ag-0.37Zr (wt.%)顯微組織分析87-88
• 5.5 熱力學(xué)計算指導(dǎo)合金熱處理工藝制定88-93
• 5.5.1 1#合金Mg-16.10Gd-0.42Ag-0.37Zr (wt.%)熱處理工藝制定88-90
• 5.5.2 2#合金Mg-15.43Gd-0.89Ag-0.39Zr (wt.%)熱處理工藝制定90-91
• 5.5.3 3#合金Mg-13.19Gd-1.46Ag-0.37Zr (wt.%)熱處理工藝制定91-93
• 5.6 Mg-Gd-Ag-Zr合金力學(xué)性能測試結(jié)果分析93-96
• 5.6.1 鑄態(tài)Mg-Gd-Ag-Zr合金室溫力學(xué)性能93-94
• 5.6.2 固溶態(tài)Mg-Gd-Ag-Zr合金室溫力學(xué)性能94-95
• 5.6.3 時效態(tài)Mg-Gd-Ag-Zr合金室溫力學(xué)性能95
• 5.6.4 Mg-Gd-Ag-Zr合金室溫力學(xué)性能總結(jié)95-96
• 5.7 本章小結(jié)96-97
• 第6章 結(jié)論97-99
• 6.1 主要研究結(jié)論97-98
• 6.2 研究展望98-99
• 參考文獻99-107
• 致謝107-108
• 攻讀碩士期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文108-110

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳林根,孫豐瑞;熱力學(xué)優(yōu)化理論的研究進展[J];武漢化工學(xué)院學(xué)報;2002年01期

2 龔偉平,陳騰飛,金展鵬;BaO-TiO_2-ZrO_2系熱力學(xué)優(yōu)化與計算及其應(yīng)用[J];礦冶工程;2001年03期

3 李珊;多效蒸發(fā)系統(tǒng)熱力學(xué)優(yōu)化研究[J];西安交通大學(xué)學(xué)報;1994年08期

4 葉信宇,孫益民,喬芝郁,滕曉明,談s鷖，

本文編號：794069