本文關(guān)鍵詞：熱處理對(duì)擠壓態(tài)Mg-Zn-Y合金組織和性能的影響

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【摘要】：鎂合金作為輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料在電子通訊、交通運(yùn)輸和航空航天領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。在眾多鎂合金研究中,含LPSO相的Mg-Zn-Y合金以其高強(qiáng)韌特性正受到廣泛關(guān)注,尤其是具有特定原子比(Zn/Y=1:2)的Mg97Zn Y2合金,但在普通鑄造條件下,該合金中的合金相呈粗大網(wǎng)狀,不利于發(fā)揮合金相的強(qiáng)化特點(diǎn)。本研究基于該原子比,優(yōu)化出了適于鑄造的Mg-Zn-Y合金成分,并進(jìn)行了擠壓成型。鑒于Mg-Zn-Y合金的應(yīng)用背景,模擬航天器深空工作環(huán)境,研究了熱處理、深冷(液氮)和深冷(液氮)-熱(200℃)循環(huán)對(duì)該擠壓態(tài)合金的組織和性能的影響規(guī)律,基于應(yīng)力-應(yīng)變曲線分析和斷口觀測(cè),揭示了拉伸性能的變化機(jī)制,得到如下主要結(jié)果:基于Zn/Y=1:2的原子比,適于普通鑄造條件的較佳合金體系為:Mg97.75Zn0.75Y1.5,該合金比Mg97Zn Y2合金的抗拉強(qiáng)度和斷裂應(yīng)變分別提高14%與39%。擠壓變形后,合金相及其基體組織顯著細(xì)化,第二相分布形態(tài)由連續(xù)網(wǎng)狀變?yōu)榧?xì)小彌散的顆粒。與鑄態(tài)相比,擠壓后抗拉強(qiáng)度提升兩倍,斷裂應(yīng)變由6%提升至30%。對(duì)擠壓態(tài)Mg97.75Zn0.75Y1.5合金在不同溫度下保溫處理,經(jīng)過(guò)400℃×24h和490℃×4h保溫其組織基本穩(wěn)定,屈服強(qiáng)度小幅提升。溫度越高,顆粒粗化時(shí)間越短,并轉(zhuǎn)變?yōu)榇箢w粒狀甚至長(zhǎng)條狀。490℃×8h和550℃×1h保溫后力學(xué)性能大幅度下降,斷口形貌由等軸韌窩變?yōu)榻饫砻媾c解理臺(tái)階,這是第二相形態(tài)改變引起脆性增加所致。拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線分析結(jié)果表明,該擠壓態(tài)合金的屈服階段顯著延長(zhǎng),熱處理使可以有效地改善這一現(xiàn)象,同時(shí)增加合金在斷裂過(guò)程中吸收的能量。在長(zhǎng)時(shí)間深冷(液氮)和深冷-熱(200℃)循環(huán)處理?xiàng)l件下,擠壓態(tài)Mg97.75Zn0.75Y1.5合金中合金相尺度和分布具有良好的穩(wěn)定性,隨深冷-熱循環(huán)和持續(xù)深冷處理時(shí)間延長(zhǎng),材料的屈服強(qiáng)度逐漸提升,但會(huì)降低其塑性。深冷-熱循環(huán)與持續(xù)深冷處理后材料斷口的孔洞與微小裂紋增多,同時(shí)應(yīng)變硬化指數(shù)下降。
【關(guān)鍵詞】：Mg-Zn-Y合金 擠壓 熱處理 深冷-熱循環(huán) 應(yīng)變硬化速率
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG146.22;TG166.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-26
• 1.1 前言11
• 1.2 鎂合金強(qiáng)韌化方法11-15
• 1.2.1 合金元素強(qiáng)化11-12
• 1.2.2 細(xì)晶強(qiáng)化12-13
• 1.2.3 熱處理強(qiáng)化13-14
• 1.2.4 形變強(qiáng)化14-15
• 1.3 高強(qiáng)韌鎂合金的研究概況15-16
• 1.3.1 不含稀土元素的鎂合金15
• 1.3.2 含稀土元素的鎂合金15-16
• 1.4 Mg-Zn-Y系合金的國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展16-20
• 1.4.1 Mg-Zn-Y系合金的組織與性能17-18
• 1.4.2 Mg-Zn-Y系合金制備方法概況18-20
• 1.5 鑄態(tài)Mg-Zn-Y合金塑性變形方法研究概況20-21
• 1.5.1 普通擠壓成型20
• 1.5.2 等徑角擠壓(ECAE)20-21
• 1.5.3 切屑固化成型擠壓21
• 1.6 鎂合金熱處理技術(shù)研究概況21-24
• 1.6.1 普通的固溶與時(shí)效工藝22
• 1.6.2 形變熱處理22
• 1.6.3 深冷處理22-24
• 1.7 選題意義和研究?jī)?nèi)容24-26
• 第二章 實(shí)驗(yàn)材料及方法26-34
• 2.1 實(shí)驗(yàn)技術(shù)路線26-27
• 2.2 實(shí)驗(yàn)材料及儀器設(shè)備27-28
• 2.2.1 儀器設(shè)備27
• 2.2.2 Mg-Zn中間合金的制備27
• 2.2.3 擠壓成型27-28
• 2.3 微觀組織分析測(cè)試方法28-29
• 2.3.1 金相顯微組織分析28-29
• 2.3.2 X射線衍射分析29
• 2.3.3 掃描電子顯微分析29
• 2.4 性能測(cè)試與分析方法29-34
• 2.4.1 顯微硬度測(cè)試29
• 2.4.2 拉伸力學(xué)性能測(cè)試29-30
• 2.4.3 拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線分析方法30-34
• 第三章Mg-Zn-Y合金的鑄態(tài)與擠壓態(tài)的組織及性能34-48
• 3.1 前言34-35
• 3.2 實(shí)驗(yàn)方案與材料制備35-36
• 3.3 合金元素含量對(duì)Mg-Zn-Y合金組織和性能的影響36-42
• 3.3.1 合金元素含量對(duì)顯微組織的影響36-38
• 3.3.2 合金元素含量對(duì)拉伸力學(xué)性能的影響38
• 3.3.3 斷裂機(jī)理分析38-42
• 3.4 擠壓態(tài)Mg-Zn-Y合金的組織與性能42-47
• 3.4.1 擠壓過(guò)程組織的變化42-45
• 3.4.2 擠壓變形對(duì)力學(xué)性能的影響45-47
• 3.6 本章小結(jié)47-48
• 第四章 退火對(duì)擠壓態(tài)Mg-Zn-Y合金組織和性能的影響48-66
• 4.1 前言48
• 4.2 實(shí)驗(yàn)方案48-49
• 4.3 退火對(duì)組織與性能的影響49-59
• 4.3.1 維氏顯微硬度49-50
• 4.3.2 退火溫度為 400℃時(shí)的組織與力學(xué)性能50-53
• 4.3.3 退火溫度為 490℃時(shí)的組織與力學(xué)性能53-55
• 4.3.4 退火溫度為 550℃時(shí)的組織與力學(xué)性能55-59
• 4.3.5 保溫時(shí)間對(duì)組織和性能的影響規(guī)律分析59
• 4.4 斷裂機(jī)理分析59-64
• 4.4.1 斷口觀測(cè)與分析60-61
• 4.4.2 應(yīng)力-應(yīng)變曲線分析61-64
• 4.5 本章小結(jié)64-66
• 第五章 深冷-熱循環(huán)對(duì)擠壓態(tài)Mg-Zn-Y合金組織和性能的影響66-77
• 5.1 前言66
• 5.2 實(shí)驗(yàn)方案66-67
• 5.3 深冷-熱循環(huán)及深冷對(duì)顯微組織的影響67-69
• 5.3.1 光學(xué)顯微組織67-68
• 5.3.2 SEM組織68-69
• 5.3.3 XRD分析69
• 5.4 深冷-熱循環(huán)及深冷對(duì)力學(xué)性能的影響69-72
• 5.4.1 顯微維氏硬度69-70
• 5.4.2 拉伸力學(xué)性能70-72
• 5.5 斷裂機(jī)理分析72-75
• 5.5.1 斷口觀測(cè)與分析72
• 5.5.2 應(yīng)力-應(yīng)變曲線分析72-75
• 5.6 本章小結(jié)75-77
• 全文結(jié)論77-79
• 參考文獻(xiàn)79-85
• 攻讀博士/碩士學(xué)位期間取得的研究成果85-86
• 致謝86-87
• 附件87

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：921090