發(fā)布時間：2017-09-09 00:20

  本文關(guān)鍵詞：鎂錳基合金定向凝固組織和性能的研究

  更多相關(guān)文章： 鎂錳基合金 定向凝固 顯微組織 力學(xué)性能 稀土Y

【摘要】：本文通過區(qū)域熔化液態(tài)金屬冷卻法,對鎂錳基合金進行定向凝固實驗。研究了鎂錳基合金的定向凝固過程,還研究了不同定向凝固工藝參數(shù)對鎂錳基合金定向凝固顯微組織和力學(xué)性能的影響,并比較在相同的實驗參數(shù)下,Al和Y對Mg-1.5Mn合金定向凝固組織和性能的影響,且探究其影響機理。研究表明,鎂錳基合金在定向凝固過程中,組織生長分為兩個階段:競生生長階段和穩(wěn)定生長階段。在競生生長階段,由于固液界面不穩(wěn)定,組織的生長也不穩(wěn)定,開始為短小的柱狀晶,在長大的過程中由兩個或多個細小的柱狀晶逐漸合并為粗大的柱狀晶,此時生長進入穩(wěn)定階段,在穩(wěn)定生長階段,晶粒逆著熱流的方向長大成更長的柱狀晶。當溫度梯度不變時,隨著凝固速度的增大,固液界面前方的成分過冷區(qū)逐漸增大。組織由平面晶逐步向胞晶、枝晶狀發(fā)展,且凝固速度越大形核越多,因此柱狀晶的平均寬度逐漸變窄。當凝固速度不變時,隨著溫度梯度的逐漸增大,固液界面前方的成分過冷區(qū)逐漸減小,組織也由胞晶逐漸向柱狀晶發(fā)展,直至形成平面生長,因此隨著溫度梯度的增大,組織的晶粒尺寸逐漸變大。通過定向凝固實驗后,鎂錳基合金的力學(xué)性能均有很大提高,且隨著凝固速度的逐漸增大,鎂錳基合金的力學(xué)性能均逐漸增強。對Mg-1.5Mn合金而言,鑄態(tài)合金的抗拉強度為73MPa,定向凝固后最大抗拉強度達到187MPa,提高了156%;對Mg-1.5Mn-Al合金而言,鑄態(tài)合金的抗拉強度為87MPa,定向凝固后最大抗拉強度為193MPa,提高了124%;對Mg-1.5Mn-Y合金而言,鑄態(tài)合金的抗拉強度為90MPa,伸長率為7.53%,定向凝固后最大抗拉強度達到205MPa,最大伸長率為11.97%,分別提高了127%和59%。在相同的定向凝固參數(shù)下,Mg-1.5Mn-Al和Mg-1.5Mn-Y的柱狀晶的平均寬度都比Mg-1.5Mn合金的窄,且Mg-1.5Mn-Y最窄,Al和Y均能提高Mg-1.5Mn合金定向凝固后的力學(xué)性能,而且Y在此方面更具有優(yōu)勢。
【關(guān)鍵詞】：鎂錳基合金 定向凝固 顯微組織 力學(xué)性能 稀土Y
【學(xué)位授予單位】：太原科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG292
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-23
• 1.1 概述9-11
• 1.1.1 鎂的基本性質(zhì)9
• 1.1.2 鎂合金分類9
• 1.1.3 鎂合金的應(yīng)用和研究現(xiàn)狀9-11
• 1.1.4 鎂錳合金的發(fā)展與研究現(xiàn)狀11
• 1.2 稀土在鎂合金中的應(yīng)用11-15
• 1.2.1 稀土元素的性質(zhì)11
• 1.2.2 稀土鎂合金的發(fā)展狀況11-12
• 1.2.3 稀土在鎂合金中的作用12-14
• 1.2.4 稀土元素釔（Y）在鎂合金中的應(yīng)用14-15
• 1.3 Al在鎂合金中的應(yīng)用15
• 1.4 定向凝固的發(fā)展和研究現(xiàn)狀15-19
• 1.4.1 定向凝固技術(shù)的基本原理15-16
• 1.4.2 定向凝固技術(shù)的現(xiàn)狀和研究進展16-19
• 1.4.3 鎂合金定向凝固的研究現(xiàn)狀19
• 1.5 選題的意義與研究內(nèi)容19-23
• 第二章 實驗思路及方案總體設(shè)計23-31
• 2.1 實驗思路23-24
• 2.1.1 研究方案及思路流程圖23
• 2.1.2 合金成分的選取23-24
• 2.2 實驗設(shè)備24-25
• 2.3 實驗方案25-30
• 2.3.1 材料的準備25-26
• 2.3.2 合金的熔制26-29
• 2.3.3 實驗參數(shù)的確定29-30
• 2.4 試樣的后期處理和分析30-31
• 第三章 Mg-1.5Mn-Y合金定向凝固分析31-43
• 3.1 引言31
• 3.2 Mg-1.5Mn-Y合金的平衡凝固過程分析31-32
• 3.3 Mg-1.5Mn-Y合金顯微組織分析32-35
• 3.4 凝固速度對Mg-1.5Mn-Y合金顯微組織的影響35-37
• 3.5 溫度梯度對Mg-1.5Mn-Y合金顯微組織的影響37-38
• 3.6 Mg-1.5Mn-Y合金界面穩(wěn)定性分析38-40
• 3.7 定向凝固后Mg-1.5Mn-Y合金的相組成分析40-41
• 3.8 本章小結(jié)41-43
• 第四章 凝固速度對鎂錳基合金組織和性能的影響43-59
• 4.1 凝固速度對鎂錳合金基定向凝固組織的影響43-47
• 4.2 凝固速度對鎂錳基合金力學(xué)性能的影響47-54
• 4.3 Al和Y對Mg-1.5Mn合金組織和性能的影響對比54-57
• 4.4 本章小結(jié)57-59
• 第五章 結(jié)論59-61
• 參考文獻61-67
• 致謝67-69
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文69-70

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本文編號：817178