輕質(zhì)高性能鎂合金是汽車、航空航天、國防軍工等領(lǐng)域亟需的輕量化材料,對降低能耗和提高機(jī)動性具有重要意義。Mg-RE系合金是目前已經(jīng)工程化應(yīng)用的高強(qiáng)合金系列,但其時效后塑性通常較差,無法滿足某些關(guān)鍵承力結(jié)構(gòu)件的性能要求。通過向Mg-RE合金中添加適量Zn,合金中會出現(xiàn)LPSO結(jié)構(gòu)相等,同時合金的塑性得到改善。但是目前關(guān)于Mg-RE-Zn系合金組織演變機(jī)制的研究仍然較少,合金的強(qiáng)韌化機(jī)制仍不明確。本論文以此為立題依據(jù),設(shè)計了 Mg-8Gd-4Y-xZn-0.5Zr(x=0.6、1.1、1.6)合金(分別簡稱為0.6Zn、1.1Zn和1.6Zn合金),系統(tǒng)研究了合金不同狀態(tài)下的組織、結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能,著重分析了合金中不同組織結(jié)構(gòu)對力學(xué)性能的影響作用,并最終解釋了合金的強(qiáng)韌化機(jī)理。鑄態(tài)0.6Zn、1.1Zn和1.6Zn合金組織均由α-Mg基體、晶界相以及晶界附近的層錯組成。0.6Zn合金中晶界第二相包括Mg24(Gd,Y)5和(Mg,Zn)3(Gd,Y),兩相成離異分布狀態(tài),1.1Zn合金和1.6Zn合金中晶界第二相包括(Mg,Zn)3(Gd,Y)和18R-LPSO結(jié)構(gòu)相,兩相成共生交替分布。Mg...

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【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 鎂合金塑性變形及強(qiáng)韌化機(jī)制
        1.1.1 鎂合金塑性變形機(jī)制
        1.1.2 鎂合金強(qiáng)韌化機(jī)制
    1.2 含LPSO結(jié)構(gòu)相高性能鎂合金研究現(xiàn)狀
        1.2.1 LPSO結(jié)構(gòu)相研究現(xiàn)狀
        1.2.2 LPSO結(jié)構(gòu)相強(qiáng)韌化機(jī)制
        1.2.3 高性能Mg-RE-Zn合金研究現(xiàn)狀
    1.3 研究目的及意義
    1.4 研究內(nèi)容
2 實驗材料及研究方法
    2.1 工藝技術(shù)路線
    2.2 合金制備
    2.3 實驗方法
        2.3.1 熱處理實驗
        2.3.2 熱壓縮模擬
        2.3.3 熱擠壓
    2.4 顯微組織及物相分析
        2.4.1 光學(xué)顯微鏡(OM)觀察
        2.4.2 X射線衍射(XRD)分析
        2.4.3 掃描電子顯微組織(SEM)觀察
        2.4.4 透射電子顯微組織(TEM)觀察
        2.4.5 差示掃描量熱(DSC)分析
        2.4.6 電子背散射(EBSD)觀察
    2.5 性能測試
        2.5.1 硬度測試
        2.5.2 力學(xué)性能測試
        2.5.3 蠕變性能測試
3 Mg-8Gd-4Y-xZn合金鑄態(tài)組織與性能研究
    3.1 鑄態(tài)顯微組織分析
        3.1.1 Zn含量對合金顯微組織的影響
        3.1.2 鑄態(tài)合金溶質(zhì)原子分布
        3.1.3 鑄態(tài)合金中的相組成
    3.2 Zn含量對合金凝固過程的影響
    3.3 鑄態(tài)合金的力學(xué)性能
    3.4 本章小結(jié)
4 Mg-8Gd-4Y-xZn合金熱處理過程中組織結(jié)構(gòu)演變研究
    4.1 均勻化熱處理
        4.1.1 熱處理工藝研究
        4.1.2 均勻化態(tài)相組成
        4.1.3 過燒分析
    4.2 組織演變分析
        4.2.1 組織演變規(guī)律
        4.2.2 組織演變機(jī)制
        4.2.3 LPSO結(jié)構(gòu)相演變影響因素
    4.3 層片狀LPSO結(jié)構(gòu)相研究
        4.3.1 晶內(nèi)層片狀LPSO結(jié)構(gòu)相制備
        4.3.2 層片狀結(jié)構(gòu)對合金力學(xué)性能的影響
    4.4 本章小結(jié)
5 Mg-8Gd-4Y-xZn合金的熱壓縮模擬研究
    5.1 真應(yīng)力-應(yīng)變曲線
    5.2 本構(gòu)方程和熱加工圖
        5.2.1 參數(shù)計算
        5.2.2 本構(gòu)方程
        5.2.3 熱加工圖
    5.3 合金熱變形組織分析
    5.4 本章小結(jié)
6 Mg-8Gd-4Y-xZn合金擠壓和峰時效態(tài)組織與性能研究
    6.1 擠壓
        6.1.1 擠壓態(tài)組織與性能分析
        6.1.2 晶界塊狀LPSO結(jié)構(gòu)相損傷塑性理論
        6.1.3 不連續(xù)屈服現(xiàn)象
    6.2 時效處理
        6.2.1 時效硬化曲線
        6.2.2 峰時效力學(xué)性能
        6.2.3 峰時效態(tài)析出相
    6.3 Mg-8Gd-4Y-xZn合金蠕變性能表征及蠕變機(jī)制分析
        6.3.1 蠕變性能
        6.3.2 溫度和應(yīng)力對合金蠕變行為的影響
        6.3.3 蠕變機(jī)制
    6.4 本章小結(jié)
7 Mg-8Gd-4Y-xZn合金強(qiáng)韌化協(xié)同調(diào)控研究
    7.1 晶內(nèi)層片狀結(jié)構(gòu)與沉淀相協(xié)同調(diào)控強(qiáng)韌化
        7.1.1 200℃時效過程中組織結(jié)構(gòu)演變
        7.1.2 晶內(nèi)層片狀結(jié)構(gòu)與沉淀相協(xié)同強(qiáng)韌化機(jī)制
    7.2 高強(qiáng)韌合金優(yōu)化方案及展望
    7.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間取得的學(xué)術(shù)成果
致謝
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本文編號：3880887