本文關(guān)鍵詞：Mg-7Gd-4Y-1.5Zn-0.5Zr合金的高溫拉伸變形及機(jī)制研究

  更多相關(guān)文章： 鎂合金 長周期堆垛結(jié)構(gòu)相 高溫拉伸 激活能 雙級(jí)時(shí)效

【摘要】：本文選取中間合金熔煉澆注得到Mg-7Gd-4Y-1.5Zn-0.5Zr合金,對(duì)試樣進(jìn)行雙級(jí)均勻化處理和450℃×60 min的固溶處理,然后進(jìn)行高溫拉伸至斷裂實(shí)驗(yàn)、固定應(yīng)變拉伸實(shí)驗(yàn),部分試樣經(jīng)單、雙級(jí)時(shí)效處理后進(jìn)行高溫拉伸至斷裂實(shí)驗(yàn),以研究長周期堆垛結(jié)構(gòu)相(Long Period Stacking Order,LPSO)與高溫力學(xué)性能、蠕變機(jī)制的關(guān)系及雙級(jí)時(shí)效對(duì)合金力學(xué)性能的影響。在460℃×6 h+520℃×16 h的雙級(jí)均勻化處理后,合金主要由?-Mg基體、Mg(GdYZn)共晶組織、18R型的Mg12YZn相和單質(zhì)Zr組成,?-Mg基體中存在致密的條紋狀組織。在溫度分別為450、475和500℃,應(yīng)變率分別為10-3和5×10-4 s-1下進(jìn)行高溫拉伸至斷裂實(shí)驗(yàn)(Elongation to Failure,EF),結(jié)果表明:只有在500℃變形時(shí),應(yīng)力應(yīng)變曲線上會(huì)出現(xiàn)相對(duì)較長的穩(wěn)態(tài)變形區(qū);當(dāng)變形溫度相同時(shí),應(yīng)變率的減小對(duì)峰值應(yīng)力的影響不大,但是對(duì)延伸率的影響較明顯。對(duì)EF實(shí)驗(yàn)后的試樣的光學(xué)顯微組織的觀察和分析表明:在變形過程中均出現(xiàn)了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶,條紋狀組織在500℃變形時(shí)發(fā)生擴(kuò)散分解,逐漸消失;晶界附近殘余的塊狀組織為Mg12YZn相。在上述高溫變形條件下,合金的應(yīng)力指數(shù)n≈2,高溫變形機(jī)制以晶界滑移為主;變形激活能Q在180~240 kJ/mol之間,較高的激活能與試樣組織中高溫穩(wěn)定相Mg12YZn相和條紋狀組織對(duì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻礙有關(guān)。固定應(yīng)變實(shí)驗(yàn)條件為500℃、10-3 s-1,真應(yīng)變分別為0.2、0.4和0.6。變形過程中共晶組織擴(kuò)散分解,殘余的塊狀組織為18R型的LPSO結(jié)構(gòu)相Mg12YZn;基體內(nèi)部的條紋狀組織為6H型的LPSO結(jié)構(gòu)相,該相會(huì)隨著變形的進(jìn)行發(fā)生緩慢分解。6H和18R的LPSO相在高溫變形過程中通過與位錯(cuò)的交互作用、對(duì)晶界運(yùn)動(dòng)的釘扎來提高合金高溫變形的強(qiáng)度。試樣經(jīng)單級(jí)時(shí)效處理(200℃×24 h)、雙級(jí)時(shí)效處理(90℃×16 h+200℃×24 h)后在溫度分別為150、200和250℃、應(yīng)變率分別為10-3和10-4 s-1條件下進(jìn)行EF實(shí)驗(yàn),之后觀察光學(xué)顯微組織。結(jié)果表明:試樣經(jīng)兩種熱處理后均強(qiáng)度提高和塑性降低,橫截面組織上存在一些顆粒狀析出相和細(xì)小晶粒。雙級(jí)時(shí)效對(duì)試樣力學(xué)性能的改善并不明顯。
【關(guān)鍵詞】：鎂合金 長周期堆垛結(jié)構(gòu)相 高溫拉伸 激活能 雙級(jí)時(shí)效
【學(xué)位授予單位】：遼寧科技大學(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5-6
• ABSTRACT6-10
• 1. 緒論10-22
• 1.1 引言10
• 1.2 鎂及鎂合金10-14
• 1.2.1 鎂的性質(zhì)及應(yīng)用10-12
• 1.2.2 鎂合金的特點(diǎn)及應(yīng)用12-14
• 1.3 鎂合金高溫變形機(jī)制的特點(diǎn)及分類14-17
• 1.3.1 鎂合金高溫變形機(jī)制的特點(diǎn)14
• 1.3.2 鎂合金高溫變形機(jī)制的分類14-17
• 1.4 鎂合金的強(qiáng)化17-19
• 1.4.1 合金強(qiáng)化17-18
• 1.4.2 細(xì)晶強(qiáng)化18-19
• 1.5 高強(qiáng)度稀土鎂合金19-20
• 1.5.1 高強(qiáng)度鎂合金的發(fā)展及現(xiàn)狀19
• 1.5.2 常見的高強(qiáng)度稀土鎂合金系19-20
• 1.6 選題背景及意義20-22
• 2. 實(shí)驗(yàn)方法及設(shè)備22-30
• 2.1 實(shí)驗(yàn)方案22
• 2.2 合金制備22-23
• 2.3 合金ICP成分檢測(cè)23
• 2.4 DSC差熱分析23-24
• 2.5 熱處理24-25
• 2.5.1 合金的均勻化處理24
• 2.5.2 合金的固溶處理24-25
• 2.6 高溫力學(xué)性能檢測(cè)25-28
• 2.6.1 高溫拉伸試樣的制備25
• 2.6.2 高溫拉伸設(shè)備25
• 2.6.3 高溫拉伸試驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理25-28
• 2.6.4 固定應(yīng)變實(shí)驗(yàn)28
• 2.7 合金的顯微組織與相分析28-30
• 2.7.1 金相組織觀察28
• 2.7.2 掃描電鏡分析28-29
• 2.7.3 透射電鏡分析29
• 2.7.4 X射線衍射分析29-30
• 3. 合金的高溫拉伸行為及變形機(jī)制分析30-45
• 3.1 合金的顯微組織、元素分布及物相組成30-32
• 3.1.1 均勻化熱處理對(duì)鑄態(tài)組織的影響30-31
• 3.1.2 合金均勻態(tài)的元素分布31-32
• 3.1.3 均勻態(tài)合金的相分析32
• 3.2 拉伸至斷裂實(shí)驗(yàn)32-38
• 3.2.1 真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線32-33
• 3.2.2 不同EF條件下的顯微組織33-38
• 3.3 變形機(jī)制分析38-43
• 3.3.1 應(yīng)力指數(shù)n值計(jì)算39-42
• 3.3.2 蠕變激活能Q的計(jì)算42-43
• 3.4 本章小結(jié)43-45
• 4. 高溫變形過程中的顯微組織演變45-49
• 4.1 固定應(yīng)變45-46
• 4.1.1 固定應(yīng)變實(shí)驗(yàn)45
• 4.1.2 拉伸變形中的顯微組織45-46
• 4.2 LPSO相的強(qiáng)化作用分析46-48
• 4.2.1 LPSO相的表征46-47
• 4.2.2 LPSO相與位錯(cuò)的交互作用47-48
• 4.3 本章小結(jié)48-49
• 5. 雙級(jí)時(shí)效對(duì)高溫力學(xué)性能的影響49-54
• 5.1 EF實(shí)驗(yàn)49-50
• 5.2 EF實(shí)驗(yàn)后的光學(xué)顯微組織50-54
• 6. 結(jié)論54-55
• 參考文獻(xiàn)55-58
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況58-59
• 致謝59-60
• 作者簡介60-61

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉志義;李云濤;劉延斌;夏卿坤;;Al-Cu-Mg-Ag合金析出相的研究進(jìn)展[J];中國有色金屬學(xué)報(bào);2007年12期

2 ;鈷40軸尖合金的性能與應(yīng)用[J];儀表材料;1972年01期

3 祁紅璋;安建軍;嚴(yán)彪;;Cu-15Ni-8Sn合金的開發(fā)與應(yīng)用現(xiàn)狀[J];金屬功能材料;2009年04期

4 謝春生,周天樂;CuNiBeCrZr合金的組織和性能[J];金屬熱處理;2003年02期

5 溫燕寧;肖來榮;張喜民;李威;鄭英鵬;耿占吉;;Cu-Zn-Al-Ni合金的組織與性能[J];中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2011年04期

6 徐翩;尚文靜;姜業(yè)欣;;Cu-Ni-Si系合金的研究進(jìn)展[J];上海有色金屬;2011年04期

7 林松波;金善勤;楊誠健;陳國峰;;無鈹高硬度電極合金材料[J];電焊機(jī);1985年06期

8 陳斌,馮林平,鐘皓,周鐵濤,劉培英;變形Mg-Li-Al-Zn合金的組織與性能[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào);2004年10期

9 曹偉產(chǎn);梁淑華;馬德強(qiáng);王獻(xiàn)輝;楊曉紅;;超細(xì)WCrCu30合金的電擊穿特性[J];粉末冶金材料科學(xué)與工程;2010年04期

10 李紅衛(wèi);戴姣燕;;Cu-Ag-Cr合金的強(qiáng)化機(jī)制及定量探討[J];稀有金屬;2010年06期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 李灼華;;Mg對(duì)Cu-Be、Ni-Be合金強(qiáng)化作用探討[A];第三屆彈性合金與工藝學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];1991年

2 李亞敏;劉洪軍;劉杰;安蓓;郝遠(yuǎn);;Co元素對(duì)K4169合金鑄態(tài)組織和性能的影響[A];第七屆全國材料科學(xué)與圖像科技學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2009年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 ;Nb在變形高溫合金中的作用[N];世界金屬導(dǎo)報(bào);2003年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 魏守征;Ti/Al合金氬弧熔—釬焊接頭組織結(jié)構(gòu)及連接機(jī)制的研究[D];山東大學(xué);2015年

2 伊軍英;Dy對(duì)Mg-Y-Nd系合金組織和性能影響規(guī)律研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

3 盧金文;鈦合金中Mo元素的強(qiáng)化機(jī)理及組織演變[D];東北大學(xué);2014年

4 孟凡國;028鐵鎳基耐蝕合金油井管制備工藝優(yōu)化及組織精確控制[D];北京科技大學(xué);2016年

5 舒文祥;Mg和Cu元素調(diào)控的7xxx系鋁合金凝固特性及強(qiáng)韌化機(jī)理研究[D];北京科技大學(xué);2016年

6 孟春艷;艦船用含Zn5xxx系鋁合金的抗腐蝕機(jī)理及板材開發(fā)[D];北京科技大學(xué);2016年

7 徐曉峰;Al-Cu-Mg-(Ag)/Al-Zn-Mg-Cu-(Ag)合金的組織演變及強(qiáng)韌化研究[D];吉林大學(xué);2015年

8 馬賀;Al-Cu-Mg-Y系合金的性能與第一原理計(jì)算[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2015年

9 蔣曉軍;高強(qiáng)度TiZrAl合金的制備及組織性能研究[D];燕山大學(xué);2015年

10 謝偉濱;高強(qiáng)高彈Cu-20Ni-20Mn合金微觀組織結(jié)構(gòu)演變規(guī)律及其對(duì)性能的影響[D];北京有色金屬研究總院;2016年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 楊金文;影響GNiCr40Al3Ti合金組織和性能因素的研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

2 蔡禮園;稀土變質(zhì)處理對(duì)高性能鑄造鋁合金影響的研究[D];沈陽大學(xué);2015年

3 王建;Cr、Sc對(duì)Al-Cu-Mg-Ag合金的組織與性能的影響[D];鄭州大學(xué);2015年

4 龐玉璇;體擴(kuò)散和界面擴(kuò)散下Ni-Al合金沉淀行為[D];南京理工大學(xué);2015年

5 賈琨;稀土元素Yb對(duì)ZK60鎂合金和A360鋁合金組織和性能的影響[D];西南大學(xué);2015年

6 陸晟;等通道擠壓工藝對(duì)Al-Mg-Si合金組織及力學(xué)性能影響的研究[D];江西理工大學(xué);2015年

7 孔亞萍;Al-Mg-Si基導(dǎo)體材料組織和性能的研究[D];鄭州大學(xué);2015年

8 王杰;主合金元素對(duì)高Zn含量Al-Zn-Mg-Cu合金鑄態(tài)組織及均熱態(tài)組織的影響[D];北京有色金屬研究總院;2015年

9 程丹丹;Mg-Nd-Zn-Zr-Y生物材料的制備及性能研究[D];河南科技大學(xué);2015年

10 李明宇;微量元素對(duì)Cu-Zr-(Cr)系合金時(shí)效組織與性能的影響研究[D];大連理工大學(xué);2015年

，

本文編號(hào)：803147