本文關(guān)鍵詞：Mg-8Sn基合金多元合金化及其強(qiáng)化機(jī)制研究

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【摘要】：鎂合金具有密度低，高比強(qiáng)度、高比剛度等一系列優(yōu)點(diǎn)，因而被用于汽車、航空、電子、軍事和民用及其他工業(yè)領(lǐng)域。但鎂合金強(qiáng)度、高溫蠕變等力學(xué)性能差仍是限制其應(yīng)用的瓶頸。最近研發(fā)的Mg-Sn系合金具有微米增強(qiáng)高熔點(diǎn)（770℃）Mg2Sn相，從而使其熱穩(wěn)定性、力學(xué)性能高于傳統(tǒng)的Mg-Al-Zn（AZ）和Mg-Zn-Zr（ZK）系列鎂合金。當(dāng)在Mg-Sn系合金中加入廉價(jià)的Zn、Al和Cu之后，不僅對(duì)調(diào)控合金的時(shí)效析出組織有較為顯著的作用，通過(guò)調(diào)控Zn/Al質(zhì)量百分比比，還會(huì)形成一種納米準(zhǔn)晶相（Mg-Zn-Al，I-phase），對(duì)鎂合金產(chǎn)生很好的強(qiáng)化效果。 本文采用常規(guī)鑄造方法制備出Mg-8Sn-1Zn-xA（lx=1,2,3wt.%）合金、Mg-8Sn-1Zn-1Al-xCu（x=0,1,1.5,2.0wt.%）合金和Mg-8Sn-xZn-2Al（x=4,5,6wt.%）合金，利用金相分析（OM）、X射線衍射（XRD）、掃描電鏡（SEM）、能量色散譜儀（EDS）和投射電鏡（TEM）對(duì)合金的顯微組織和相組成進(jìn)行了分析；利用硬度測(cè)試儀和電子材料試驗(yàn)機(jī)測(cè)試了合金的力學(xué)性能。研究結(jié)果表明： （1）Mg-8Sn-1Al-1Zn（TZA811）合金主要由α-Mg和半連續(xù)網(wǎng)狀的Mg2Sn相組成，凝固范圍為92°C，二次枝晶間距為35.1μm。合金表現(xiàn)出明顯的壓痕尺寸效應(yīng)（indentation size effect，ISE）。當(dāng)合金中的Al含量增加為2wt.%和3wt.%時(shí)，鎂基體中形成了孤島狀新相Mgx(ZnAl)1-x相；再者，隨著Al含量的增加，Mg2Sn相的形貌逐漸從半連續(xù)網(wǎng)狀向彌散分布的顆粒狀轉(zhuǎn)變，合金的二次枝晶間距也先減少到24.5μm（TAZ821）后略又增加到29.4μm（TAZ831），合金的顯微硬度也逐漸增大。 （2）當(dāng)在Mg-8Sn-1Zn-1Al-xCu（x=0,1,1.5，2.0wt.%）合金中添加Cu后，合金中形成了兩種沿晶界分布的新相AlMgCu相和Cu3Sn相，隨著Cu含量的增多，合金的二次枝晶間距逐漸由35.1μm減少到24.3μm。拉伸試驗(yàn)結(jié)果表明，Cu含量為1.0wt.%和1.5wt.%時(shí)，合金的屈服強(qiáng)度和韌性優(yōu)于不含Cu的合金，含量為1.5wt.%的合金表現(xiàn)出最好的綜合機(jī)械性能，這主要是由于合金中第二相和晶界強(qiáng)化的作用。而Mg-8Sn-1Zn-1Al-2Cu合金抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率的降低主要是因?yàn)檫B續(xù)的AlMgCu相的出現(xiàn)以及Mg2Sn相粗大化的結(jié)果。 （3）TZA862合金中出現(xiàn)了Mg-Zn-Al準(zhǔn)晶相，通過(guò)TEM和EDS測(cè)試結(jié)果確定該準(zhǔn)晶相為正二十面體的Mg42Zn45Al13準(zhǔn)晶相，其形貌為微孔塊狀，并且與Mg2Sn相相鄰，一起沿晶界分布。硬度和拉伸試驗(yàn)結(jié)果分析得出，合金的顯微硬度、抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率均隨著Zn含量的增加而增加，這主要是因?yàn)閆n含量的增加，，合金晶粒細(xì)化和顯微組織改善的效果。準(zhǔn)晶增強(qiáng)TZA862合金在三種合金（TZA842、TZA852和TZA862）中表現(xiàn)出最佳的綜合力學(xué)性能。
【關(guān)鍵詞】：Mg-Sn合金 顯微組織 機(jī)械性能 準(zhǔn)晶相 強(qiáng)化機(jī)制
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG146.22
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-27
• 1.1 引言11
• 1.2 鎂及鎂合金11-15
• 1.2.1 純鎂11-13
• 1.2.2 鎂合金13-14
• 1.2.3 鎂合金的應(yīng)用14-15
• 1.3 鎂的合金化15-17
• 1.4 鎂合金的強(qiáng)化機(jī)制17-19
• 1.5 準(zhǔn)晶相19-20
• 1.6 合金成分設(shè)計(jì)20-22
• 參考文獻(xiàn)22-27
• 第二章 試驗(yàn)方法及過(guò)程27-35
• 2.1 實(shí)驗(yàn)技術(shù)路線27-28
• 2.2 合金的熔煉及澆鑄工藝28-31
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料和熔煉設(shè)備28
• 2.2.2 熔煉前的準(zhǔn)備28-30
• 2.2.3 熔煉工藝過(guò)程30-31
• 2.3 合金的顯微組織觀察31-32
• 2.3.1 光學(xué)顯微組織觀察（OM）31-32
• 2.3.2 XRD 物像分析和熱差分析（DSC）32
• 2.3.3 掃描電鏡分析（SEM）32
• 2.3.4 投射電鏡分析（TEM）32
• 2.4 力學(xué)性能測(cè)試32-35
• 2.4.1 硬度測(cè)試32-33
• 2.4.2 拉伸性能測(cè)試33-35
• 第三章 Mg-8Sn-xAl-1Zn 合金組織及硬度壓痕行為的研究35-47
• 3.1 引言35-36
• 3.2 本章實(shí)驗(yàn)內(nèi)容36
• 3.3 結(jié)果與討論36-43
• 3.3.1 顯微組織和分析模擬結(jié)果36-41
• 3.3.2 顯微硬度和 ISE 效應(yīng)41-43
• 3.4 小結(jié)43-44
• 參考文獻(xiàn)44-47
• 第四章 Mg-8Sn-1Al-1Zn-xCu 的組織和機(jī)械性能的研究47-57
• 4.1 引言47
• 4.2 本章實(shí)驗(yàn)內(nèi)容47
• 4.3 結(jié)果與討論47-54
• 4.3.1 顯微組織和相組成47-51
• 4.3.2 合金的硬度51-52
• 4.3.3 合金的拉伸性能52-53
• 4.3.4 合金的斷裂行為53-54
• 4.4 小結(jié)54-55
• 參考文獻(xiàn)55-57
• 第五章 準(zhǔn)晶相強(qiáng)化 Mg-8Sn-xZn-2Al 合金的機(jī)制研究57-65
• 5.1 引言57
• 5.2 顯微組織57-60
• 5.2.1 金相圖片（OM）57-58
• 5.2.2 XRD58-59
• 5.2.3 投射電鏡（TEM）59-60
• 5.3 機(jī)械性能60-62
• 5.3.1 顯微硬度（Hv）60-61
• 5.3.2 拉伸試驗(yàn)測(cè)試61-62
• 5.4 小結(jié)62-63
• 參考文獻(xiàn)63-65
• 第六章 結(jié)論與展望65-69
• 6.1 結(jié)論65-66
• 6.2 展望66-69
• 致謝69-71
• 攻讀碩士期間成果71

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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本文編號(hào)：845716