本文關鍵詞：Mg-Zn-Sm-Zr合金的組織及力學性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：鎂合金作為一種廣泛使用的理想材料,具有一系列的優(yōu)點,它不僅質輕、比強度高、電磁屏蔽能力強,而且減振性好、壓鑄工藝性優(yōu)良、熱疲勞性能好、導熱性好,而且易于二次利用,但由于機械加工性能以及高溫蠕變性能較差,限制了其應用范圍。眾所周知,稀土元素作為廣泛使用的合金化元素,對合金常溫高溫機械力學性能及高溫蠕變性能有很好的強化效果,以Mg-Gd系、WE系合金為代表的重稀土鎂合金因具有出眾的加工強化特性和耐熱性而普遍受到關注,但成本較高是這兩類合金在工業(yè)化鎂合金領域中未能實現(xiàn)廣泛應用的主要制約因素。目前,在汽車、航空航天、軍工等領域內,國家對能夠替代ZM6合金的、在150℃-200℃溫度區(qū)間服役的低成本耐熱變形鎂合金的研發(fā)有著強烈的產業(yè)化需求。新型低成本耐熱變形鎂合金的開發(fā)逐漸成為熱點。本文通過添加稀土元素Sm,并通過改變Zn元素的含量來探討稀土鎂合金的顯微組織和力學性能的變化。具體研究工作如下:首先,采用重力鑄造制備Mg-x Zn-4Sm-0.5Zr(x=0,1.0wt.%,2.0wt.%,3.0wt.%,4.0wt.%)合金,研究了Zn元素的含量變化對鑄態(tài)和固溶態(tài)合金的顯微組織結構、綜合力學性能的影響;隨后,利用熱擠壓制備變形鎂合金,并采用多種測試手段來表征Zn元素對合金微觀組織和力學性能的影響,探討鎂合金晶粒大小、織構變化對變形鎂合金力學性能的影響。實驗表明,鑄態(tài)Mg-4Sm-0.5Zr合金的晶粒大小平均為35μm左右,晶界附近和晶粒內部存在少量的共晶化合物Mg41Sm5,但晶界比較細直,沒有粗大共晶相的存在。隨著Zn元素的加入,晶粒尺寸沒有明顯變化,但晶界處出現(xiàn)了粗大的化合物(Mg,Zn)3Sm,且數(shù)量隨著Zn含量的增大而逐漸增加,這表明Zn元素對阻止晶粒在固溶處理中長大的效果不如Zr元素的效果明顯。熱擠壓變形Mg-x Zn-4Sm-0.5Zr合金組織由一些細小的等軸晶(5μm)以及一些沿ED方向長大的晶粒組成,晶內的第二相平行于擠壓方向呈條帶狀均勻分布。擠壓變形導致第二相(Mg41Sm5)破碎成細小的顆粒,釘扎在晶界附近,阻礙滑移的運動,并沿ED方向線性分布,其中粗大的(Mg,Zn)3Sm相同樣發(fā)生破碎,形成相對尺寸較大的顆粒隨機的分散在晶體內部。Zn元素含量的變化對擠壓態(tài)合金力學強度的影響主要表現(xiàn)在,隨著Zn元素的加入,擠壓態(tài)合金的力學強度呈升高趨勢,合金強度大小順序為Mg-4Zn-4Sm-0.5ZrMg-Zn-4Sm-0.5ZrMg-3Zn-4Sm-0.5ZrMg-2Zn-4Sm-0.5ZrMg-4Sm-0.5Zr,塑性大小順序為Mg-2Zn-4Sm-0.5ZrMg-4Zn-4Sm-0.5ZrMg-3Zn-4Sm-0.5ZrMg-4Sm-0.5ZrMg-Zn-4Sm-0.5Zr。
【關鍵詞】：Zn元素 Mg-4Sm-0.5Zr合金 顯微組織 力學性能 擠壓
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG146.22
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-25
• 1.1 研究背景、目的及意義11-14
• 1.2 鎂合金的強化機制14-17
• 1.2.1 鎂合金固溶強化14-15
• 1.2.2 鎂合金析出強化15-16
• 1.2.3 鎂合金細晶強化16-17
• 1.2.4 鎂合金彌散強化17
• 1.3 稀土對鎂合金的影響17-22
• 1.3.1 輕稀土對鎂合金的影響19-20
• 1.3.2 重稀土對鎂合金的影響20-22
• 1.4 鎂合金的高溫強化機制22-23
• 1.5 Zn元素在鎂合金的應用及發(fā)展現(xiàn)狀23-24
• 1.6 本論文的主要研究內容24-25
• 第2章 實驗方案及研究方法25-35
• 2.1 實驗技術路線25-26
• 2.2 原材料和成分設計26-27
• 2.2.1 原材料準備26
• 2.2.2 鎂合金成分設計26-27
• 2.3 實驗材料制備27-31
• 2.3.1 鑄態(tài)合金制備27-28
• 2.3.2 固溶處理28-29
• 2.3.3 熱擠壓變形29-31
• 2.3.4 時效處理31
• 2.4 微觀組織觀察和分析31-33
• 2.4.1 金相顯微組織觀察31-32
• 2.4.2 掃描電鏡顯微組織觀察及能譜分析32-33
• 2.4.3 X射線衍射分析和相分析33
• 2.4.4 透射電鏡顯微組織觀察及相分析33
• 2.5 合金力學性能測試33-35
• 第3章 鑄態(tài)及固溶態(tài)合金組織和力學性能35-53
• 3.1 鑄態(tài)Mg-xZn-4Sm-0.5Zr合金組織及力學性能35-43
• 3.1.1 鑄態(tài)Mg-xZn-4Sm-0.5Zr合金的顯微組織結構35-40
• 3.1.2 鑄態(tài)Mg-xZn-4Sm-0.5Zr合金的力學性能40-41
• 3.1.3 鑄態(tài)Mg-xZn-4Sm-0.5Zr合金的斷裂行為41-43
• 3.2 固溶態(tài)Mg-xZn-4Sm-0.5Zr合金組織及力學性能43-51
• 3.2.1 固溶態(tài)Mg-xZn-4Sm-0.5Zr合金顯微組織結構43-49
• 3.2.2 XRD物相組成分析49-51
• 3.3 本章小結51-53
• 第4章 擠壓態(tài)及時效態(tài)合金組織和力學性能53-71
• 4.1 擠壓態(tài)Mg-xZn-4Sm-0.5Zr合金組織及力學性能53-64
• 4.1.1 擠壓態(tài)Mg-xZn-4Sm-0.5Zr合金顯微組織結構53-59
• 4.1.2 擠壓態(tài)Mg-xZn-4Sm-0.5Zr合金的室溫力學性能59-60
• 4.1.3 擠壓態(tài)Mg-xZn-4Sm-0.5Zr合金的室溫斷裂行為60-61
• 4.1.4 擠壓態(tài)Mg-xZn-4Sm-0.5Zr合金的高溫力學性能61-63
• 4.1.5 擠壓態(tài)Mg-xZn-4Sm-0.5Zr合金的高溫斷裂行為63-64
• 4.2 擠壓時效態(tài)Mg-xZn-4Sm-0.5Zr合金組織及力學性能64-69
• 4.2.1 擠壓時效態(tài)Mg -x Zn-4Sm-0.5Zr合金組織64-67
• 4.2.2 擠壓時效態(tài)Mg-xZn-4Sm-0.5Zr合金力學性能67-69
• 4.3 本章小結69-71
• 第5章 結論71-73
• 參考文獻73-79
• 致謝79-80

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉志義;李云濤;劉延斌;夏卿坤;;Al-Cu-Mg-Ag合金析出相的研究進展[J];中國有色金屬學報;2007年12期

2 ;鈷40軸尖合金的性能與應用[J];儀表材料;1972年01期

3 祁紅璋;安建軍;嚴彪;;Cu-15Ni-8Sn合金的開發(fā)與應用現(xiàn)狀[J];金屬功能材料;2009年04期

4 謝春生,周天樂;CuNiBeCrZr合金的組織和性能[J];金屬熱處理;2003年02期

5 溫燕寧;肖來榮;張喜民;李威;鄭英鵬;耿占吉;;Cu-Zn-Al-Ni合金的組織與性能[J];中南大學學報(自然科學版);2011年04期

6 徐翩;尚文靜;姜業(yè)欣;;Cu-Ni-Si系合金的研究進展[J];上海有色金屬;2011年04期

7 林松波;金善勤;楊誠健;陳國峰;;無鈹高硬度電極合金材料[J];電焊機;1985年06期

8 陳斌,馮林平,鐘皓,周鐵濤,劉培英;變形Mg-Li-Al-Zn合金的組織與性能[J];北京航空航天大學學報;2004年10期

9 曹偉產;梁淑華;馬德強;王獻輝;楊曉紅;;超細WCrCu30合金的電擊穿特性[J];粉末冶金材料科學與工程;2010年04期

10 李紅衛(wèi);戴姣燕;;Cu-Ag-Cr合金的強化機制及定量探討[J];稀有金屬;2010年06期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 李灼華;;Mg對Cu-Be、Ni-Be合金強化作用探討[A];第三屆彈性合金與工藝學術交流會論文集[C];1991年

2 李亞敏;劉洪軍;劉杰;安蓓;郝遠;;Co元素對K4169合金鑄態(tài)組織和性能的影響[A];第七屆全國材料科學與圖像科技學術會議論文集[C];2009年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 ;Nb在變形高溫合金中的作用[N];世界金屬導報;2003年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 魏守征;Ti/Al合金氬弧熔—釬焊接頭組織結構及連接機制的研究[D];山東大學;2015年

2 伊軍英;Dy對Mg-Y-Nd系合金組織和性能影響規(guī)律研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

3 盧金文;鈦合金中Mo元素的強化機理及組織演變[D];東北大學;2014年

4 孟凡國;028鐵鎳基耐蝕合金油井管制備工藝優(yōu)化及組織精確控制[D];北京科技大學;2016年

5 舒文祥;Mg和Cu元素調控的7xxx系鋁合金凝固特性及強韌化機理研究[D];北京科技大學;2016年

6 孟春艷;艦船用含Zn5xxx系鋁合金的抗腐蝕機理及板材開發(fā)[D];北京科技大學;2016年

7 徐曉峰;Al-Cu-Mg-(Ag)/Al-Zn-Mg-Cu-(Ag)合金的組織演變及強韌化研究[D];吉林大學;2015年

8 馬賀;Al-Cu-Mg-Y系合金的性能與第一原理計算[D];沈陽工業(yè)大學;2015年

9 蔣曉軍;高強度TiZrAl合金的制備及組織性能研究[D];燕山大學;2015年

10 謝偉濱;高強高彈Cu-20Ni-20Mn合金微觀組織結構演變規(guī)律及其對性能的影響[D];北京有色金屬研究總院;2016年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 楊金文;影響GNiCr40Al3Ti合金組織和性能因素的研究[D];昆明理工大學;2015年

2 蔡禮園;稀土變質處理對高性能鑄造鋁合金影響的研究[D];沈陽大學;2015年

3 王建;Cr、Sc對Al-Cu-Mg-Ag合金的組織與性能的影響[D];鄭州大學;2015年

4 龐玉璇;體擴散和界面擴散下Ni-Al合金沉淀行為[D];南京理工大學;2015年

5 賈琨;稀土元素Yb對ZK60鎂合金和A360鋁合金組織和性能的影響[D];西南大學;2015年

6 陸晟;等通道擠壓工藝對Al-Mg-Si合金組織及力學性能影響的研究[D];江西理工大學;2015年

7 孔亞萍;Al-Mg-Si基導體材料組織和性能的研究[D];鄭州大學;2015年

8 王杰;主合金元素對高Zn含量Al-Zn-Mg-Cu合金鑄態(tài)組織及均熱態(tài)組織的影響[D];北京有色金屬研究總院;2015年

9 程丹丹;Mg-Nd-Zn-Zr-Y生物材料的制備及性能研究[D];河南科技大學;2015年

10 李明宇;微量元素對Cu-Zr-(Cr)系合金時效組織與性能的影響研究[D];大連理工大學;2015年

  本文關鍵詞：Mg-Zn-Sm-Zr合金的組織及力學性能研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：373550