發(fā)布時間：2017-09-06 12:31

  本文關(guān)鍵詞：Mg-7Gd-4Y-1.5Zn-0.5Zr合金的高溫拉伸變形及機制研究

  更多相關(guān)文章： 鎂合金 長周期堆垛結(jié)構(gòu)相 高溫拉伸 激活能 雙級時效

【摘要】：本文選取中間合金熔煉澆注得到Mg-7Gd-4Y-1.5Zn-0.5Zr合金,對試樣進(jìn)行雙級均勻化處理和450℃×60 min的固溶處理,然后進(jìn)行高溫拉伸至斷裂實驗、固定應(yīng)變拉伸實驗,部分試樣經(jīng)單、雙級時效處理后進(jìn)行高溫拉伸至斷裂實驗,以研究長周期堆垛結(jié)構(gòu)相(Long Period Stacking Order,LPSO)與高溫力學(xué)性能、蠕變機制的關(guān)系及雙級時效對合金力學(xué)性能的影響。在460℃×6 h+520℃×16 h的雙級均勻化處理后,合金主要由?-Mg基體、Mg(GdYZn)共晶組織、18R型的Mg12YZn相和單質(zhì)Zr組成,?-Mg基體中存在致密的條紋狀組織。在溫度分別為450、475和500℃,應(yīng)變率分別為10-3和5×10-4 s-1下進(jìn)行高溫拉伸至斷裂實驗(Elongation to Failure,EF),結(jié)果表明:只有在500℃變形時,應(yīng)力應(yīng)變曲線上會出現(xiàn)相對較長的穩(wěn)態(tài)變形區(qū);當(dāng)變形溫度相同時,應(yīng)變率的減小對峰值應(yīng)力的影響不大,但是對延伸率的影響較明顯。對EF實驗后的試樣的光學(xué)顯微組織的觀察和分析表明:在變形過程中均出現(xiàn)了動態(tài)再結(jié)晶,條紋狀組織在500℃變形時發(fā)生擴散分解,逐漸消失;晶界附近殘余的塊狀組織為Mg12YZn相。在上述高溫變形條件下,合金的應(yīng)力指數(shù)n≈2,高溫變形機制以晶界滑移為主;變形激活能Q在180~240 kJ/mol之間,較高的激活能與試樣組織中高溫穩(wěn)定相Mg12YZn相和條紋狀組織對位錯運動的阻礙有關(guān)。固定應(yīng)變實驗條件為500℃、10-3 s-1,真應(yīng)變分別為0.2、0.4和0.6。變形過程中共晶組織擴散分解,殘余的塊狀組織為18R型的LPSO結(jié)構(gòu)相Mg12YZn;基體內(nèi)部的條紋狀組織為6H型的LPSO結(jié)構(gòu)相,該相會隨著變形的進(jìn)行發(fā)生緩慢分解。6H和18R的LPSO相在高溫變形過程中通過與位錯的交互作用、對晶界運動的釘扎來提高合金高溫變形的強度。試樣經(jīng)單級時效處理(200℃×24 h)、雙級時效處理(90℃×16 h+200℃×24 h)后在溫度分別為150、200和250℃、應(yīng)變率分別為10-3和10-4 s-1條件下進(jìn)行EF實驗,之后觀察光學(xué)顯微組織。結(jié)果表明:試樣經(jīng)兩種熱處理后均強度提高和塑性降低,橫截面組織上存在一些顆粒狀析出相和細(xì)小晶粒。雙級時效對試樣力學(xué)性能的改善并不明顯。
【關(guān)鍵詞】：鎂合金 長周期堆垛結(jié)構(gòu)相 高溫拉伸 激活能 雙級時效
【學(xué)位授予單位】：遼寧科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG146.22
【目錄】：

• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 1. 緒論10-22
• 1.1 引言10
• 1.2 鎂及鎂合金10-14
• 1.2.1 鎂的性質(zhì)及應(yīng)用10-12
• 1.2.2 鎂合金的特點及應(yīng)用12-14
• 1.3 鎂合金高溫變形機制的特點及分類14-17
• 1.3.1 鎂合金高溫變形機制的特點14
• 1.3.2 鎂合金高溫變形機制的分類14-17
• 1.4 鎂合金的強化17-19
• 1.4.1 合金強化17-18
• 1.4.2 細(xì)晶強化18-19
• 1.5 高強度稀土鎂合金19-20
• 1.5.1 高強度鎂合金的發(fā)展及現(xiàn)狀19
• 1.5.2 常見的高強度稀土鎂合金系19-20
• 1.6 選題背景及意義20-22
• 2. 實驗方法及設(shè)備22-30
• 2.1 實驗方案22
• 2.2 合金制備22-23
• 2.3 合金ICP成分檢測23
• 2.4 DSC差熱分析23-24
• 2.5 熱處理24-25
• 2.5.1 合金的均勻化處理24
• 2.5.2 合金的固溶處理24-25
• 2.6 高溫力學(xué)性能檢測25-28
• 2.6.1 高溫拉伸試樣的制備25
• 2.6.2 高溫拉伸設(shè)備25
• 2.6.3 高溫拉伸試驗的數(shù)據(jù)處理25-28
• 2.6.4 固定應(yīng)變實驗28
• 2.7 合金的顯微組織與相分析28-30
• 2.7.1 金相組織觀察28
• 2.7.2 掃描電鏡分析28-29
• 2.7.3 透射電鏡分析29
• 2.7.4 X射線衍射分析29-30
• 3. 合金的高溫拉伸行為及變形機制分析30-45
• 3.1 合金的顯微組織、元素分布及物相組成30-32
• 3.1.1 均勻化熱處理對鑄態(tài)組織的影響30-31
• 3.1.2 合金均勻態(tài)的元素分布31-32
• 3.1.3 均勻態(tài)合金的相分析32
• 3.2 拉伸至斷裂實驗32-38
• 3.2.1 真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線32-33
• 3.2.2 不同EF條件下的顯微組織33-38
• 3.3 變形機制分析38-43
• 3.3.1 應(yīng)力指數(shù)n值計算39-42
• 3.3.2 蠕變激活能Q的計算42-43
• 3.4 本章小結(jié)43-45
• 4. 高溫變形過程中的顯微組織演變45-49
• 4.1 固定應(yīng)變45-46
• 4.1.1 固定應(yīng)變實驗45
• 4.1.2 拉伸變形中的顯微組織45-46
• 4.2 LPSO相的強化作用分析46-48
• 4.2.1 LPSO相的表征46-47
• 4.2.2 LPSO相與位錯的交互作用47-48
• 4.3 本章小結(jié)48-49
• 5. 雙級時效對高溫力學(xué)性能的影響49-54
• 5.1 EF實驗49-50
• 5.2 EF實驗后的光學(xué)顯微組織50-54
• 6. 結(jié)論54-55
• 參考文獻(xiàn)55-58
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況58-59
• 致謝59-60
• 作者簡介60-61

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本文編號：803147