【摘要】： Mg-Zn-Y合金以其高強(qiáng)度和高抗蠕變能力備受關(guān)注。本文以Mg-3Zn合金為基礎(chǔ),向合金中添加元素Y,研究Mg-3Zn-xY(x=0.5,1.5,3,6)合金鑄態(tài)與熱處理態(tài)的顯微組織和力學(xué)性能。 利用微機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、差動(dòng)分析儀(DSC)、光學(xué)顯微鏡、X-射線衍射儀(XRD)、能譜分析儀(EDAX)、掃描電子顯微鏡(SEM)和透射電子顯微鏡(TEM)等分析手段,研究了Mg-Zn-Y合金的凝固特點(diǎn)、顯微組織和力學(xué)性能。研究結(jié)果表明,合金的凝固特點(diǎn)是:首先,初晶α-Mg在合金中形核長(zhǎng)大,并將Zn、Y向晶間排出。隨著溫度的下降,晶間液相在凝固結(jié)束前發(fā)生共晶反應(yīng),生成(α-Mg+MgZnY相)的共晶產(chǎn)物。隨Y含量的增加,晶間共晶組織由桿狀、枝條狀向網(wǎng)狀轉(zhuǎn)變,晶間二次相逐漸粗化,合金中的二次相依次從Mg7Zn3相+I相、I相+W相到W相+H相、H相轉(zhuǎn)變。TEM表明,當(dāng)合金中Zn/Y≥2時(shí),合金中易形成準(zhǔn)晶I相,I相具有五重、三重、二重對(duì)稱結(jié)構(gòu)。力學(xué)性能測(cè)試表明,加入Y能顯著提高M(jìn)g-3Zn合金的力學(xué)性能,Y加入量達(dá)到6%時(shí),合金的抗拉強(qiáng)度、斷后伸長(zhǎng)率和沖擊韌性下降,屈服強(qiáng)度和硬度仍有所提高。 熱處理后的顯微組織顯示,隨著固溶溫度的增加,Mg-3Zn-xY合金的晶間組織溶解程度不斷增大,第二相逐漸鈍化,硬度升高;當(dāng)固溶處理溫度達(dá)到550℃時(shí),第二相明顯粗化,合金的硬度下降。時(shí)效處理過程中,隨著時(shí)效時(shí)間的延長(zhǎng),Mg-3Zn-xY合金中均出現(xiàn)了時(shí)效析出現(xiàn)象;隨著Y含量的增加,Mg-3Zn-xY合金中MgZn析出相逐漸減少。隨Y含量的增加,四種合金最高時(shí)效強(qiáng)度依次增大。
【圖文】：

使用溫度可達(dá) 150℃，ZC62 的室溫和高溫desian M M 等人[27,28]認(rèn)為在 ZC63 中 Cu 的加入提，并使其具有更高的固溶處理溫度，以便使 Zn 和 基體中，起到固溶強(qiáng)化效果。另外，Cu 的加入可構(gòu)，使共晶相從原來的完全斷續(xù)分布在晶界和枝于晶界和枝晶臂。但是，由于存在 Cu，ZC 系合且其最高使用溫度達(dá)不到 473K，因此限制了其使鎂合金r 在鎂中的最大固溶度為 0.6%，向鎂合金中添加 r 二元合金相圖(如圖 1.2[31])中富Mg 端(Zr 含量≥液體中結(jié)晶出 Zr 質(zhì)點(diǎn),在包晶溫度時(shí)，鋯質(zhì)點(diǎn)與溶體 α 相，此過程一直進(jìn)行到殘余液體中鋯含量減及富鋯固溶體首先成核，而鋯的晶格常數(shù)(a=0.3221nm，c=0.521nm)非常接近，因而過冷液體中這

粒大小為 0.5-2μm 的 I 相增強(qiáng)鎂合金。該合金的晶粒尺寸為 14～屈服強(qiáng)度為 220MPa，抗拉強(qiáng)度達(dá)到 370MPa，斷后伸長(zhǎng)率也達(dá)到i 等人研究的 Mg-(3.5-5.8%)Zn-(1-1.2%)Y 合金，其屈服強(qiáng)度和到 230MPa 和 260MPa，斷后伸長(zhǎng)率在(10-20)%之間。Xu D K 等g-6Zn-Y-Zr 合金中，其熱處理后的第二相組成主要為 MgZn、M、Zn2Zr3。該合金在 200℃時(shí)效 48 小時(shí)后，其屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)0MPa 和 350MPa。Garcés G 等人[62]采用快速凝固手段研制的 M帶，在室溫具有高達(dá) 610MPa 的抗拉強(qiáng)度和 5％的斷后伸長(zhǎng)率，度達(dá)到 250℃其良好的機(jī)械強(qiáng)度仍能保持。它的優(yōu)異的力學(xué)性能格的直徑為 100～200nm 大小的增強(qiáng)相。這種相具有長(zhǎng)程有序的 LPSO 結(jié)構(gòu))，LPSO 結(jié)構(gòu)具有 18R、14R、10R 和 24R 四種結(jié)構(gòu)，的 X 相結(jié)構(gòu)類似于 18R 結(jié)構(gòu)[51]。這些研究結(jié)果說明，，Mg-Zn-Y異的室溫力學(xué)性能，進(jìn)一步研究 Mg-Zn-Y-Zr 合金中的相組成和它響，將對(duì)進(jìn)一步提高合金的力學(xué)性能起到指導(dǎo)作用。Mg-Zn-Y 合高強(qiáng)耐熱鎂合金的一個(gè)重要發(fā)展方向。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號(hào)】：TG146.22

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本文編號(hào)：2633600