Gd添加與擠壓變形對(duì)Mg-Al-Si-Gd合金顯微組織和力學(xué)性能的影響
發(fā)布時(shí)間:2021-03-07 06:08
本文制備了Mg-4Al-1Si-xGd(x=0,1和2)合金,研究不同Gd含量對(duì)Mg-4Al-1Si-xGd(x=0,1和2)合金顯微組織及力學(xué)性能的影響,同時(shí)進(jìn)一步探索稀土元素Gd對(duì)Mg2Si相的細(xì)化作用和機(jī)理。對(duì)固溶處理過(guò)的合金進(jìn)行熱擠壓變形,研究Mg-4Al-1Si-xGd(x=0,1和2)合金在熱擠壓過(guò)程中的組織和力學(xué)性能的變化與Gd含量的內(nèi)在聯(lián)系。選取擠壓后組織較為均勻且塑性最高的合金進(jìn)行兩道次的等通道轉(zhuǎn)角擠壓。探索Mg-Al-Si-Gd合金在組合變形過(guò)程中的微觀組織演變規(guī)律和力學(xué)性能增強(qiáng)機(jī)理。揭示組合變形工藝對(duì)析出相的影響規(guī)律,闡明其對(duì)合金材料的力學(xué)性能變化的影響,揭示析出相和碎化的Mg2Si相對(duì)變形鎂合金的強(qiáng)化機(jī)制。研究結(jié)果表明,在Mg-4Al-1Si合金中引入稀土元素Gd后,可以在部分Mg2Si相上生成新的顆粒狀Si3Gd5相,使其由大尺寸魚(yú)骨狀變?yōu)槎绦U狀,含量較少的Mg17Al12相以孤島狀存在,并均勻地分布在基體...
【文章來(lái)源】:太原理工大學(xué)山西省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:71 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
純鎂的密排六方晶體結(jié)構(gòu)及主要的晶向與晶面分布
具有高強(qiáng)度和高韌性的綜合力學(xué)性能的鎂合金研發(fā)進(jìn)展緩慢。盡管我國(guó)是鎂儲(chǔ)量大國(guó),卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是強(qiáng)國(guó)。我國(guó)在原鎂等初級(jí)鎂產(chǎn)品的生產(chǎn)方界領(lǐng)先地位,但是大量的未加工的鎂原材料被出口,極少被用于國(guó)內(nèi)工業(yè)發(fā),我國(guó)對(duì)鎂合金的研究進(jìn)展緩慢,對(duì)鎂合金的應(yīng)用較為狹窄。所以急需大力支的研究工作,研發(fā)各種性能優(yōu)異的鎂合金,進(jìn)一步提高我國(guó)在世界鎂合金行業(yè),完成鎂資源大國(guó)到?jīng)]資源強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變。鎂合金優(yōu)缺點(diǎn)明顯也說(shuō)明其具有光明的科研及應(yīng)用前景。 鎂合金的應(yīng)用質(zhì)決定用途。鎂合金鮮明的優(yōu)點(diǎn)為鎂合金的廣泛應(yīng)用提供了可行性,而其缺又警示我們必須不斷深入科研,解決材料固有的結(jié)構(gòu)缺點(diǎn),才能進(jìn)一步擴(kuò)展鎂用領(lǐng)域。隨著鎂資源的開(kāi)采,鎂合金提煉與材料加工技術(shù)的不斷發(fā)展,使得鎂件加工應(yīng)用成本的不斷降低。近年來(lái),鎂合金材料在車輛工程、3C 電子產(chǎn)品
移是金屬及合金的主要變形機(jī)制。晶體總是沿著原子排列的密排面也就是滑移,滑移方向是原子密排方向。不同的晶格類型決定了可開(kāi)動(dòng)的滑移系數(shù)量體滑移的難易程度不同。如圖 1-1 所示,鎂及鎂合金的晶體結(jié)構(gòu)為密排六方結(jié)列的密排面是(0001),原子的密排方向是<1120>。因此,室溫時(shí)鎂合金的滑面(0001)<1120>滑移,僅可以提供兩個(gè)獨(dú)立滑移系。而獨(dú)立滑移系的數(shù)量是性的重要指標(biāo),所以密排六方結(jié)構(gòu)的鎂合金室溫塑性極低。當(dāng)合金溫度提面滑移和<a>錐面滑移也隨之啟動(dòng),合金塑性得到提高,此時(shí)變形機(jī)制主要是和錐面上的交滑移。當(dāng)溫度進(jìn)一步升高時(shí),<c+a>錐面滑移也被啟動(dòng),合金提高,所以鎂合金的塑性變形經(jīng)常在 250℃以上進(jìn)行[62]。另外,各晶面的密c 和 a 的比值影響,因此,當(dāng)鎂合金中加入造成晶格畸變的元素時(shí),c/a 的值可降,導(dǎo)致柱面滑移被激活,提高了合金較低溫度下的塑性。圖 1-3 鎂合金中的滑移系Fig 1-3 Slip system in magnesium alloys
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Ca含量對(duì)Mg-3Al-xCa-0.3Mn鎂合金組織和性能的影響[J]. 胡文義,樂(lè)啟熾. 鑄造. 2018(09)
[2]ECAP變形對(duì)Mg2Si增強(qiáng)耐熱鎂合金組織及性能的影響[J]. 韓富銀,張俊,張毅,楊寶成,馬盈. 材料科學(xué)與工藝. 2017(06)
[3]A Review on Casting Magnesium Alloys:Modification of Commercial Alloys and Development of New Alloys[J]. Fusheng Pan,Mingbo Yang,Xianhua Chen. Journal of Materials Science & Technology. 2016(12)
[4]Modification and refinement effects of Sb and Sr on Mg17Al12 and Mg2Si phases in Mg-12Al-0.7Si alloy[J]. Zhi-wen Wang,Hong-xia Wang,Jia-lin Gong,Ming Li,Wei-li Cheng,Wei Liang. China Foundry. 2016(05)
[5]稀土元素對(duì)AZ31鎂合金組織和力學(xué)性能的影響[J]. 沈楓,董強(qiáng). 鑄造技術(shù). 2016(08)
[6]強(qiáng)制對(duì)流攪拌流變壓鑄AZ91D鎂合金的組織與性能[J]. 祁明凡,康永林,周冰,朱國(guó)明,張歡歡. 金屬學(xué)報(bào). 2015(06)
[7]Mg-Al-Mn系鎂合金的研究現(xiàn)狀與展望[J]. 陳陽(yáng),吳震,王金輝. 材料導(dǎo)報(bào). 2015(S1)
[8]Mg-4Al-1RE-xCa耐熱鎂合金的組織和性能[J]. 徐道芬. 特種鑄造及有色合金. 2015(04)
[9]Mg-Al-Si(AS)系耐熱鎂合金的研究進(jìn)展[J]. 李闖. 陜西理工學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(05)
[10]固溶處理對(duì)Sr變質(zhì)鎂合金中共晶Mg2Si的影響[J]. 任磊,郭學(xué)鋒,崔紅保. 鑄造. 2014(07)
博士論文
[1]流變擠壓鑄造AZ91-Ca合金微觀組織和力學(xué)行為研究[D]. 張揚(yáng).上海交通大學(xué) 2015
[2]初始取向及變形條件對(duì)AZ31鎂合金壓縮塑性行為影響的研究[D]. 汪炳叔.重慶大學(xué) 2012
[3]往復(fù)擠壓鎂合金的組織結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能研究[D]. 陳勇軍.上海交通大學(xué) 2007
[4]擠壓變形Mg-Al和Mg-Zn系鎂合金的力學(xué)行為[D]. 李鋒.大連理工大學(xué) 2006
碩士論文
[1]ECAP擠壓對(duì)Sr、Sb變質(zhì)處理Mg12Al-0.7Si合金組織與性能的影響[D]. 龔家林.太原理工大學(xué) 2012
[2]Ca及Ca、Nd對(duì)鎂鋁基合金顯微組織和力學(xué)性能的影響[D]. 周楊.太原理工大學(xué) 2011
[3]ECAP變形及二次擠壓對(duì)Mg-Zn-Ca-Mn合金組織與性能的影響[D]. 宋鵬.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[4]Ca、Sr對(duì)AS21合金組織及性能的影響[D]. 王巖.鄭州大學(xué) 2010
本文編號(hào):3068535
【文章來(lái)源】:太原理工大學(xué)山西省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:71 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
純鎂的密排六方晶體結(jié)構(gòu)及主要的晶向與晶面分布
具有高強(qiáng)度和高韌性的綜合力學(xué)性能的鎂合金研發(fā)進(jìn)展緩慢。盡管我國(guó)是鎂儲(chǔ)量大國(guó),卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是強(qiáng)國(guó)。我國(guó)在原鎂等初級(jí)鎂產(chǎn)品的生產(chǎn)方界領(lǐng)先地位,但是大量的未加工的鎂原材料被出口,極少被用于國(guó)內(nèi)工業(yè)發(fā),我國(guó)對(duì)鎂合金的研究進(jìn)展緩慢,對(duì)鎂合金的應(yīng)用較為狹窄。所以急需大力支的研究工作,研發(fā)各種性能優(yōu)異的鎂合金,進(jìn)一步提高我國(guó)在世界鎂合金行業(yè),完成鎂資源大國(guó)到?jīng)]資源強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變。鎂合金優(yōu)缺點(diǎn)明顯也說(shuō)明其具有光明的科研及應(yīng)用前景。 鎂合金的應(yīng)用質(zhì)決定用途。鎂合金鮮明的優(yōu)點(diǎn)為鎂合金的廣泛應(yīng)用提供了可行性,而其缺又警示我們必須不斷深入科研,解決材料固有的結(jié)構(gòu)缺點(diǎn),才能進(jìn)一步擴(kuò)展鎂用領(lǐng)域。隨著鎂資源的開(kāi)采,鎂合金提煉與材料加工技術(shù)的不斷發(fā)展,使得鎂件加工應(yīng)用成本的不斷降低。近年來(lái),鎂合金材料在車輛工程、3C 電子產(chǎn)品
移是金屬及合金的主要變形機(jī)制。晶體總是沿著原子排列的密排面也就是滑移,滑移方向是原子密排方向。不同的晶格類型決定了可開(kāi)動(dòng)的滑移系數(shù)量體滑移的難易程度不同。如圖 1-1 所示,鎂及鎂合金的晶體結(jié)構(gòu)為密排六方結(jié)列的密排面是(0001),原子的密排方向是<1120>。因此,室溫時(shí)鎂合金的滑面(0001)<1120>滑移,僅可以提供兩個(gè)獨(dú)立滑移系。而獨(dú)立滑移系的數(shù)量是性的重要指標(biāo),所以密排六方結(jié)構(gòu)的鎂合金室溫塑性極低。當(dāng)合金溫度提面滑移和<a>錐面滑移也隨之啟動(dòng),合金塑性得到提高,此時(shí)變形機(jī)制主要是和錐面上的交滑移。當(dāng)溫度進(jìn)一步升高時(shí),<c+a>錐面滑移也被啟動(dòng),合金提高,所以鎂合金的塑性變形經(jīng)常在 250℃以上進(jìn)行[62]。另外,各晶面的密c 和 a 的比值影響,因此,當(dāng)鎂合金中加入造成晶格畸變的元素時(shí),c/a 的值可降,導(dǎo)致柱面滑移被激活,提高了合金較低溫度下的塑性。圖 1-3 鎂合金中的滑移系Fig 1-3 Slip system in magnesium alloys
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Ca含量對(duì)Mg-3Al-xCa-0.3Mn鎂合金組織和性能的影響[J]. 胡文義,樂(lè)啟熾. 鑄造. 2018(09)
[2]ECAP變形對(duì)Mg2Si增強(qiáng)耐熱鎂合金組織及性能的影響[J]. 韓富銀,張俊,張毅,楊寶成,馬盈. 材料科學(xué)與工藝. 2017(06)
[3]A Review on Casting Magnesium Alloys:Modification of Commercial Alloys and Development of New Alloys[J]. Fusheng Pan,Mingbo Yang,Xianhua Chen. Journal of Materials Science & Technology. 2016(12)
[4]Modification and refinement effects of Sb and Sr on Mg17Al12 and Mg2Si phases in Mg-12Al-0.7Si alloy[J]. Zhi-wen Wang,Hong-xia Wang,Jia-lin Gong,Ming Li,Wei-li Cheng,Wei Liang. China Foundry. 2016(05)
[5]稀土元素對(duì)AZ31鎂合金組織和力學(xué)性能的影響[J]. 沈楓,董強(qiáng). 鑄造技術(shù). 2016(08)
[6]強(qiáng)制對(duì)流攪拌流變壓鑄AZ91D鎂合金的組織與性能[J]. 祁明凡,康永林,周冰,朱國(guó)明,張歡歡. 金屬學(xué)報(bào). 2015(06)
[7]Mg-Al-Mn系鎂合金的研究現(xiàn)狀與展望[J]. 陳陽(yáng),吳震,王金輝. 材料導(dǎo)報(bào). 2015(S1)
[8]Mg-4Al-1RE-xCa耐熱鎂合金的組織和性能[J]. 徐道芬. 特種鑄造及有色合金. 2015(04)
[9]Mg-Al-Si(AS)系耐熱鎂合金的研究進(jìn)展[J]. 李闖. 陜西理工學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(05)
[10]固溶處理對(duì)Sr變質(zhì)鎂合金中共晶Mg2Si的影響[J]. 任磊,郭學(xué)鋒,崔紅保. 鑄造. 2014(07)
博士論文
[1]流變擠壓鑄造AZ91-Ca合金微觀組織和力學(xué)行為研究[D]. 張揚(yáng).上海交通大學(xué) 2015
[2]初始取向及變形條件對(duì)AZ31鎂合金壓縮塑性行為影響的研究[D]. 汪炳叔.重慶大學(xué) 2012
[3]往復(fù)擠壓鎂合金的組織結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能研究[D]. 陳勇軍.上海交通大學(xué) 2007
[4]擠壓變形Mg-Al和Mg-Zn系鎂合金的力學(xué)行為[D]. 李鋒.大連理工大學(xué) 2006
碩士論文
[1]ECAP擠壓對(duì)Sr、Sb變質(zhì)處理Mg12Al-0.7Si合金組織與性能的影響[D]. 龔家林.太原理工大學(xué) 2012
[2]Ca及Ca、Nd對(duì)鎂鋁基合金顯微組織和力學(xué)性能的影響[D]. 周楊.太原理工大學(xué) 2011
[3]ECAP變形及二次擠壓對(duì)Mg-Zn-Ca-Mn合金組織與性能的影響[D]. 宋鵬.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[4]Ca、Sr對(duì)AS21合金組織及性能的影響[D]. 王巖.鄭州大學(xué) 2010
本文編號(hào):3068535
本文鏈接:http://www.sikaile.net/kejilunwen/jiagonggongyi/3068535.html
最近更新
教材專著