發(fā)布時(shí)間：2021-07-26 10:07

　　隨著航空航天、汽車(chē)工業(yè)、電子科技等領(lǐng)域?qū)τ诟咝阅茌p質(zhì)材料日益增長(zhǎng)的需求,人們開(kāi)始將目光聚集到鎂鋰合金的研究與應(yīng)用開(kāi)發(fā)上。但鎂鋰合金也因?yàn)槠鋸?qiáng)度及工藝性能相對(duì)較低,不能滿足應(yīng)用要求等問(wèn)題而限制了更為廣泛的應(yīng)用。本文以鑄造Mg-Li-（Zn）-Re合金為研究對(duì)象,進(jìn)行第二相析出相關(guān)熱力學(xué)計(jì)算并結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)合金組織進(jìn)行分析,研究合金成分、冷卻速度對(duì)組織的影響,研究不同合金元素組成和不同鑄造工藝參數(shù)對(duì)鎂鋰合金流動(dòng)性與充型能力的影響規(guī)律,得出以下結(jié)論:通過(guò)使用Miedema生成焓模型結(jié)合TOOP幾何模型應(yīng)用在三組元成分的熱力學(xué)計(jì)算,對(duì)合金中各組元的活度、部分析出相的吉布斯自由能隨溫度變化情況進(jìn)行研究。結(jié)果顯示在Mg-Li-Zn三元合金中,二元Mg Zn相的析出溫度隨三元合金中的Li組元含量的提高而降低,在保持Zn組元成分不變的情況下,將三元合金中的Li含量（wt.%）由2%提高至7%的過(guò)程中,Mg Zn相的析出溫度由520K降至454K,降低了12.69%。在Mg-Li-Y三元合金中,對(duì)Mg₂Y、Mg₂₄Y₅兩種二元相進(jìn)行了熱力... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：86 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

Mg-Li二元合金相圖[18]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-9-金進(jìn)行相平衡體系討論和研究的，并經(jīng)過(guò)不懈努力成功的繪制出在部分溫度下三元相圖的等溫截面。并后續(xù)通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和檢測(cè)分析發(fā)現(xiàn)了存在于基體中的三元相(MgLiZn)，通過(guò)研究合金基體中α相和β相固溶體在界面處的組成和相關(guān)系，經(jīng)研究猜測(cè)在(MgLiZn)相中還存在有另一狀態(tài)的三元MgLi2Zn化合物(’P相)�！嘣诤辖鹬胁环�(wěn)定存在，處于非平衡狀態(tài)，并用其晶胞參數(shù)發(fā)生的變化對(duì)這一想法進(jìn)行證實(shí)。為了從相關(guān)系變化上更加清楚三元系合金凝固過(guò)程中時(shí)效和穩(wěn)定性等問(wèn)題，weinberg[32]測(cè)試了100~400℃下四個(gè)等溫截面圖（見(jiàn)圖1-2），并指出兩種不同的相轉(zhuǎn)換路徑：→+’（2）（1-1）→-Mg++’（1-2）Clark[33]等用Debye-Scherrer法研究了Mg-19.5Li-18.72Zn（wt.%）合金中的相關(guān)系，認(rèn)為’相最終會(huì)分解產(chǎn)生LiZn相。之后，日本學(xué)者山本后之[34]對(duì)Mg-11Li-10Zn（wt.%）在通過(guò)使用透射電子顯微鏡（TEM）對(duì)完成淬火后的合金的時(shí)效析出相的生成順序的改變進(jìn)行了研究，并最終總結(jié)出了與Clark不一樣的結(jié)論，他認(rèn)為正確的轉(zhuǎn)換應(yīng)該為→’（2）→→+（），時(shí)效強(qiáng)化相’是不能穩(wěn)定存在的，會(huì)隨著時(shí)效時(shí)間而發(fā)生結(jié)構(gòu)改變’相會(huì)發(fā)生粗化過(guò)程并最終轉(zhuǎn)變成為穩(wěn)定性更高的相，產(chǎn)生了時(shí)效軟化作用。圖1-2Mg-Li-Zn三元合金相圖[32]a)373K時(shí)等溫截面b)673K時(shí)等溫截面a)b)

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-10-（2）Zr鋯元素的影響元素Zr最顯著的特點(diǎn)是它可以對(duì)鎂鋰合金的晶粒組織起到強(qiáng)有效的細(xì)化效果，這與-Zr的晶體結(jié)構(gòu)有關(guān)，-Zr與鎂同為密排六方結(jié)構(gòu)晶型，并且晶格常數(shù)也非常接近，這樣相近的結(jié)構(gòu)決定了在合金凝固的過(guò)程中-Zr能夠優(yōu)先析出并作為-Mg異質(zhì)形核核心來(lái)提高形核率，起到對(duì)晶粒生長(zhǎng)過(guò)程的抑制作用，從而實(shí)現(xiàn)晶粒變細(xì)小的效果[35]。晶粒在被細(xì)化后，相同體積內(nèi)存在的晶粒數(shù)量就會(huì)增多，合金在變形過(guò)程中變形可以作用到更多的晶粒上，減少變形引起的應(yīng)力集中和裂紋傳播，使合金的強(qiáng)度和性能得到改善。1.4.2稀土元素對(duì)鎂鋰合金的作用稀土元素?zé)o論在黑色金屬還是有色金屬的熔煉中都起到不可或缺的強(qiáng)化及其他作用，在Mg-Li合金中添加各類(lèi)稀土元素可以起到以下效果：（1）細(xì)化晶粒作用稀土元素通常在鎂鋰合金中的溶解度要大于一般的金屬元素（見(jiàn)圖1-3），且原子序數(shù)越大的Re元素對(duì)Mg-Li合金可以起到更加明顯的固溶強(qiáng)化作用和時(shí)效效果[36]。合金中加入少量的Re元素就可以使合金界面前沿的過(guò)冷度顯著增大。稀土元素一般可以通過(guò)在基體中成為異質(zhì)形核的核心質(zhì)點(diǎn)，有益于形核繼而得到細(xì)小的晶粒組織。還可以通過(guò)不同元素間發(fā)生反應(yīng)生成各類(lèi)金屬間化合物來(lái)對(duì)合金基體起到第二相強(qiáng)化效果來(lái)提高合金的強(qiáng)度。稀土元素不僅可以細(xì)化合金組織的晶粒大小，在后續(xù)合金的熱處理過(guò)程中也能夠起到作用。也有學(xué)者認(rèn)為，生成的稀土化合物對(duì)合金組織中晶粒的長(zhǎng)大的抑制作用是晶粒細(xì)化的主要原因[37]。圖1-3稀土元素與鎂元素間的關(guān)系[36]a)稀土元素在鎂中的固溶度b)稀土元素與鎂原子的原子半徑差a)b)

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3303358