發(fā)布時間：2017-10-06 22:26

  本文關鍵詞：Mg-Zn-RE-Zr阻尼鎂合金研究

  更多相關文章： Mg-Zn-RE-Zr合金 力學性能 阻尼 熱處理 擠壓成形

【摘要】：隨著現代工業(yè)的高速發(fā)展,振動和噪聲的危害日益凸顯。鎂合金具有優(yōu)異的阻尼減振性能和一定的力學性能,開發(fā)出兼具高強度和高阻尼性能的鎂合金作為結構材料對于關鍵結構部件的輕量化、高強度化和提高其阻尼減振性能具有重大意義。本課題采用復合稀土強化的方法,設計出Mg-Zn-Y-Nd-Zr系列鎂合金,系統(tǒng)研究了復合稀土Y和Nd對該系鎂合金的組織結構、室溫力學性能和阻尼性能的影響規(guī)律。并在此基礎上研究了Mg-Zn-Y-Nd-Zr合金的熱處理和熱擠壓成形工藝,揭示了熱處理態(tài)和擠壓態(tài)下Mg-Zn-Y-Nd-Zr合金的組織演變、強化機制和阻尼機制。本研究制備了Mg-Zn-Y-Zr和Mg-Zn-Y-Nd-Zr兩種系列鎂合金,并對兩者的微觀組織、力學性能和阻尼性能進行了對比分析。結果表明當Zn/Y質量比為2時,Mg-Zn-Y-Zr合金中會形成I-Mg3YZn6準晶相和W-Mg3Y2Zn3相。復合稀土Y和Nd的添加會使Mg-Zn-Y-Zr合金的第二相組成由W相+I相轉變成W相,并析出更多的第二相。W相是Mg-Zn-Zr系合金的重要強化相,其含量對合金的力學性能有較大影響:當W相含量為3.4%時,Mg-Zn-Y-Nd-Zr合金具有最佳力學能,抗拉強度、屈服強度和延伸率分別提高至198MPa、118Mpa和18.3%;當含量超過3.4%,Mg-Zn-Y-Nd-Zr合金的晶界出現大量粗化的連續(xù)網狀W相,材料的強度和韌性急劇下降。對Mg-2%Zn-0.5%Y-0.5%Nd-0.6%Zr(ZWE2)、Mg-3%Zn-0.75%Y-0.75%Nd-0.6%Zr(ZWE3)和Mg-4%Zn-1%Y-1%Nd-0.6%Zr(ZWE4)合金分別進行固溶和時效熱處理,得到了其最佳固溶熱處理工藝:525℃×4h,525℃×8h,525℃×12h。研究表明固溶處理可使添加的合金元素固溶到基體內部,相比鑄態(tài),ZWE3和ZWE4合金的抗拉強度和延伸率得到大幅度提升。在固溶態(tài)合金內部析出長桿狀ZnZr相。時效處理后Mg-Zn-Y-Nd-Zr合金中的相組成以大量彌散析出的納米級β1、β2和Mg12Nd相組成。時效態(tài)ZWE4的抗拉強度、屈服強度和延伸率最高,可達256MPa、148MPa和13.4%。時效態(tài)合金的延伸率形變機制為滑移和孿生混合機制,屬于高延伸率鎂合金。固溶態(tài)Mg-Zn-Y-Nd-Zr合金中位錯纏結和ZnZr相析出,阻尼性能急劇下降。時效態(tài)ZWE3和ZWE4合金存在著板條狀的孿晶結構,阻尼值都大于其相應固溶態(tài)的阻尼。孿晶阻尼是鎂合金中新的阻尼機制。最后,對ZWE2合金進行了擠壓成形研究。經過熱擠壓后合金發(fā)生動態(tài)再結晶,再結晶晶粒尺寸相對鑄態(tài)急劇減小,由101μm變化到6μm以下。在擠壓比為9時,擠壓溫度對合金組織影響不大,由于發(fā)生部分動態(tài)再結晶,加工硬化作用作用明顯,擠壓態(tài)后合金的屈服強度和抗拉強度最高,但再結晶不完全導致延伸率明顯惡化。合金在擠壓比為16和25以上進行擠壓后,合金內部發(fā)生完全動態(tài)再結晶,結晶晶粒長大,合金的屈服強度和抗拉強度有所下降,延伸率有所增長。擠壓態(tài)ZWE2合金的最佳擠壓工藝為擠壓溫度300℃+擠壓比9,其抗拉強度、屈服強度和延伸率最高可達336MPa、288MPa和10.8%。所有擠壓態(tài)合金斷裂機制都屬于塑性斷裂。
【關鍵詞】：Mg-Zn-RE-Zr合金 力學性能 阻尼 熱處理 擠壓成形
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG146.22
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-19
• 1.1 研究的目的和意義10
• 1.2 稀土鎂合金研究現狀10-15
• 1.3 鎂合金阻尼研究現狀15-18
• 1.4 主要研究內容18-19
• 2 Mg-Zn-RE-Zr阻尼合金的制備19-38
• 2.1 實驗方法和手段19-21
• 2.2 合金制備及性能分析21-37
• 2.3 本章小結37-38
• 3 Mg-Zn-RE-Zr系阻尼合金的熱處理研究38-54
• 3.1 Mg-Zn-RE-Zr合金的固溶熱處理38-44
• 3.2 Mg-Zn-RE-Zr合金的時效熱處理44-53
• 3.3 本章小結53-54
• 4 Mg-Zn-RE-Zr系阻尼合金的熱擠壓成形研究54-65
• 4.1 不同擠壓工藝對Mg-Zn-RE-Zr合金組織的影響54-60
• 4.2 不同擠壓工藝對Mg-Zn-RE-Zr合金性能的影響60-63
• 4.3 本章小結63-65
• 5 主要結論與展望65-67
• 5.1 結論65-66
• 5.2 后期研究展望66-67
• 致謝67-68
• 參考文獻68-71
• 附錄 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文71

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