本文關(guān)鍵詞：金屬型鑄造Mg-Sn-Al系合金的研究

  更多相關(guān)文章： Mg-Sn-Al 合金化 擠壓 微觀組織 力學(xué)性能

【摘要】：鎂合金是實(shí)際應(yīng)用中最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，其應(yīng)用領(lǐng)域包括汽車、軌道交通、3C產(chǎn)品、航空航天等，以及生物、儲(chǔ)氫、超導(dǎo)和半導(dǎo)體等其他領(lǐng)域。而Mg-Sn-Al系合金是一種新型的低成本的鎂合金，具有良好的力學(xué)性能、抗蠕變性能和鑄造性能。為了進(jìn)一步增強(qiáng)該類鎂合金的力學(xué)性能，合金化或塑性變形是目前被廣泛采用的重要方式。 本實(shí)驗(yàn)采用金屬型鑄造的方法制備不同成分的Mg-Sn-Al系合金，又以TA74合金為基礎(chǔ)合金，選用的合金化元素為堿土元素（Ca、Sr）和稀土元素（Y、Ce）進(jìn)行合金化，然后選擇其中2種具有代表性的合金（TA74和TAJ743）進(jìn)行擠壓試驗(yàn)，得到不同成分的試驗(yàn)合金。利用金相顯微鏡（OM）、X射線衍射儀（XRD）和掃描電鏡（SEM）觀測(cè)試驗(yàn)合金的顯微組織和成分，利用電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)測(cè)試試驗(yàn)合金的力學(xué)性能，比較分析的結(jié)果表明： 1) Mg-Sn-A1系合金中，TA74合金的綜合力學(xué)性能最好，其由α-Mg相、Mg2Sn相和β-Mg17Al12相組成。 2)以TA74合金為基礎(chǔ)合金，添加適量的堿土元素（Ca、Sr），均細(xì)化了合金晶粒，顯著改善了合金的組織。對(duì)于TA74-xCa（x=0,1,2,3）合金，添加Ca后，合金由α-Mg相、Mg2Sn相和CaMgSn三元相組成，CaMgSn三元相呈細(xì)小顆粒狀，當(dāng)Ca含量為2wt.%時(shí)，合金晶粒最為細(xì)小，平均晶粒尺寸由81μm減小至54μm，合金的綜合力學(xué)性能最好；隨著Ca含量進(jìn)一步增加，CaMgSn三元相逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榇执蟮尼槧钕�，力學(xué)性能也隨之變差。而對(duì)于TA74-xSr（x=0,2,3,4）合金，添加Sr后，合金由α-Mg相、Mg2Sn相和SrMgSn三元相組成，當(dāng)Sr含量為3wt.%時(shí)，合金晶粒最為細(xì)小，綜合力學(xué)性能最好。 3)加入適量堿土元素（Ca、Sr）后，均能提高TA74合金的力學(xué)性能。TA74-xCa（x=0,1,2,3）合金的硬度隨著Ca含量逐漸增大，維氏硬度值從54.3HV（TA74）增加到72.4HV（TA74-3Ca）。TA74-xSr（x=0,2,3,4）合金，當(dāng)Sr含量為3wt.％時(shí)，合金表現(xiàn)出最好的綜合力學(xué)性能，其抗拉強(qiáng)度，屈服強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率分別為197MPa、165MPa和5.6％。 4)以TAJ743合金為基礎(chǔ)合金，添加適量的稀土元素Ce，細(xì)化了合金晶粒，但生成對(duì)性能不利的桿狀相，使得力學(xué)性能降低。以TAJ743合金為基礎(chǔ)合金，添加2wt.%Ce，，或添加1wt.%Y，均細(xì)化組織，相對(duì)TAJ743基礎(chǔ)合金，拉伸性能得到一定的提高。 5)通過(guò)對(duì)比TA74合金和TAJ743合金擠壓前后的晶粒尺寸，可知，合金擠壓前后晶粒得到明顯的細(xì)化，力學(xué)性能也明顯提高。
【關(guān)鍵詞】：Mg-Sn-Al 合金化 擠壓 微觀組織 力學(xué)性能
【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)】：TG292
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 鎂及鎂合金的概況11-16
• 1.1.1 鎂及鎂合金的性質(zhì)與特點(diǎn)11-14
• 1.1.2 鎂合金的應(yīng)用14-15
• 1.1.3 鎂合金的研究進(jìn)展和方向15-16
• 1.2 本課題的研究意義與內(nèi)容16-19
• 1.2.1 本課題的研究意義16-17
• 1.2.2 本課題的研究?jī)?nèi)容17-19
• 第二章 試驗(yàn)過(guò)程及研究方法19-30
• 2.1 試驗(yàn)技術(shù)路線19-20
• 2.2 試驗(yàn)合金的制備工藝及過(guò)程20-26
• 2.2.1 試驗(yàn)合金成分的確定20-22
• 2.2.2 合金的熔煉過(guò)程22-24
• 2.2.3 合金的熱處理工藝24-26
• 2.2.4 合金的擠壓工藝26
• 2.3 微觀表征及分析26-27
• 2.3.1 金相組織（OM）分析26-27
• 2.3.2 X 射線衍射儀（XRD）物像分析27
• 2.3.3 掃描電子顯微鏡（SEM）分析27
• 2.4 力學(xué)性能測(cè)試27-30
• 2.4.1 拉伸試樣的制備27-28
• 2.4.2 合金試樣的室溫力學(xué)性能測(cè)試28-29
• 2.4.3 高溫力學(xué)性能測(cè)試29-30
• 第三章 Mg-Sn-Al 合金的顯微組織及力學(xué)性能分析30-39
• 3.1 引言30-31
• 3.2 Al 對(duì) Mg-Sn-Al 合金顯微組織的影響31-33
• 3.3 Al 對(duì) Mg-Sn-Al 合金力學(xué)性能的影響33-36
• 3.3.1 不同 Al 含量試驗(yàn)合金的硬度與沖擊韌性33-34
• 3.3.2 不同 Al 含量試驗(yàn)合金的常溫拉伸力學(xué)性能34-35
• 3.3.3 不同 Al 含量的試驗(yàn)合金的拉伸斷口分析35-36
• 3.4 擠壓對(duì) TA74 合金顯微組織與力學(xué)性能的影響36-38
• 3.5 小結(jié)38-39
• 第四章 Ca、Sr 或 Ce 對(duì) TA74 合金顯微組織和力學(xué)性能的影響39-54
• 4.1 前言39-40
• 4.2 Ca 對(duì)試驗(yàn)合金顯微組織和室溫力學(xué)性能的影響40-43
• 4.2.1 試驗(yàn)合金的金相顯微組織分析40-42
• 4.2.2 合金的力學(xué)性能結(jié)果及分析42
• 4.2.3 結(jié)論42-43
• 4.3 Sr 對(duì)試驗(yàn)合金顯微組織和力學(xué)性能的影響43-49
• 4.3.1 試驗(yàn)合金的 XRD 物相分析43-44
• 4.3.2 合金的金相顯微組織分析44-45
• 4.3.3 合金的熱處理態(tài)顯微組織分析45-47
• 4.3.4 合金的拉伸性能能結(jié)果及分析47-48
• 4.3.5 結(jié)論48-49
• 4.4 Ce 對(duì)試驗(yàn)合金顯微組織與力學(xué)性能的影響49-54
• 4.4.1 Ce 對(duì)試驗(yàn)合金顯微組織的影響49-51
• 4.4.2 Ce 對(duì)試驗(yàn)合金力學(xué)性能的影響51-53
• 4.4.3 結(jié)論53-54
• 第五章 Ce、Y 對(duì) TAJ743 合金顯微組織和力學(xué)性能的影響54-60
• 5.1 引言54
• 5.2 試驗(yàn)合金的顯微組織分析54-56
• 5.3 試驗(yàn)合金的拉伸力學(xué)性能的分析56
• 5.4 擠壓對(duì) TAJ743 合金顯微組織與力學(xué)性能的影響56-59
• 5.5 小結(jié)59-60
• 第六章 結(jié)論與展望60-63
• 6.1 結(jié)論60-61
• 6.2 展望61-63
• 參考文獻(xiàn)63-71
• 致謝71-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文73

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 李愛(ài)文;朱紅梅;焦東玲;劉江文;羅承萍;;合金化提高鎂合金抗蠕變性能的研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報(bào);2008年11期

2 楊家灼;許春香;張學(xué)勇;;Ca對(duì)ZA104鎂合金顯微組織和力學(xué)性能的影響[J];稀有金屬材料與工程;2011年07期

3 李肖豐;李全安;陳君;張清;張興淵;;Ca含量對(duì)AZ61-1.2Y鎂合金耐蝕性能的影響[J];稀有金屬材料與工程;2011年08期

4 江海濤;馬昭;蔡正旭;舒瀅;康強(qiáng);;變形Mg-1.5Zn-xCe合金織構(gòu)及室溫成形性能[J];工程科學(xué)學(xué)報(bào);2015年02期

5 周吉學(xué);汪彬;童文輝;楊院生;;Sr對(duì)AZ91D鎂合金枝晶生長(zhǎng)和相析出的影響[J];金屬學(xué)報(bào);2007年11期

6 程偉麗;闕仲萍;張金山;許春香;梁偉;YOU Bongsun;;Zn含量對(duì)反擠壓Mg-8Sn-Zn合金組織演變和力學(xué)性能的影響[J];金屬學(xué)報(bào);2012年03期

7 劉紅梅;陳云貴;唐永柏;黃德明;涂銘旌;趙敏;李益國(guó);;鑄態(tài)Mg-Sn二元合金的顯微組織與力學(xué)性能[J];四川大學(xué)學(xué)報(bào)(工程科學(xué)版);2006年02期

8 高鵬;吳玉鋒;李建輝;杜文博;;Sn對(duì)AZ61鎂合金微觀組織與力學(xué)性能的影響[J];特種鑄造及有色合金;2006年12期

9 T. ABU LEIL;N. HORT;W. DIETZEL;C. BLAW ERT;Y. HUANG;K. U. KAINER;K. P. RAO;;Microstructure and corrosion behavior of Mg-Sn-Ca alloys after extrusion[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2009年01期

10 楊明波;程亮;潘復(fù)生;;Comparison of as-cast microstructure,tensile and creep properties for Mg-3Sn-1Ca and Mg-3Sn-2Ca magnesium alloys[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2010年04期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 徐永東;稀土鎂合金組織和性能研究[D];天津大學(xué);2012年

本文編號(hào)：889381