Y对AZ31合金组织和力学性能的影响

论文摘要

AZ31合金是目前商业化应用最广泛的变形镁合金之一,但较低的强度和室温变形能力限制了其进一步的发展。本实验中,金属型铸造和挤压铸造的模具预热温度都是265℃,挤压铸造的保压时间为300s,比压为122MPa;挤压变形时挤压温度为425℃,挤压比为12.76,挤压速度为2mm/s。采用金属型铸造+挤压变形和挤压铸造+挤压变形的工艺方法,制备了AZ31合金试样,通过金相显微镜分析,X-射线衍射分析和室温拉伸性能测试等手段,研究了稀土元素Y对AZ31合金组织及力学性能的影响。研究结果表明:金属型铸造和挤压铸造AZ31合金中添加1-6wt%的Y,随Y含量的增加合金的铸态组织均逐渐细化,当Y含量达到6wt%时细化效果不再增加;挤压铸造AZ31合金较相同Y含量的金属型铸造AZ31合金,铸态组织明显细化,晶间相分布更加均匀、细小,合金的强度和塑性提高。加入1-4wt%的稀土元素Y时,随Y含量的增加,AZ31合金中形成了Al2Y脆性相,抵消了Y的细晶强化作用,导致AZ31合金力学性能略有降低;当Y含量达到6wt%时,组织不再继续细化而Al2Y数量增加,合金的塑性明显降低。挤压变形过程中,加Y的AZ31合金发生了动态再结晶,形成细小的再结晶晶粒,添加Y对动态再结晶过程有阻碍作用;挤压铸造+挤压变形工艺条件下加稀土Y的AZ31合金组织比金属型铸造+挤压变形工艺条件下加相同质量分数稀土Y的AZ31合金组织更均匀,合金的塑性得到提高。挤压变形过程中AZ31合金形成了（0002）晶面平行于挤压方向（ED方向）的典型基面织构,加入Y后,基面织构增强;此外,挤压铸造+挤压变形工艺条件下加稀土Y的AZ31合金中形成的基面织构比金属型铸造+挤压变形工艺条件下加稀土Y的AZ31合金中形成的基面织构强。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 主要符号表
• 第一章 绪论
• 1.1 镁合金的特点及发展现状
• 1.1.1 镁及其合金的特点
• 1.1.2 镁合金的发展现状
• 1.1.3 镁合金的应用
• 1.2 镁合金的强化机制
• 1.2.1 固溶强化
• 1.2.2 细晶强化
• 1.2.3 形变强化
• 1.3 镁合金的铸造方法
• 1.3.1 挤压铸造工艺的特点
• 1.3.2 挤压铸造工艺参数
• 1.3.3 挤压铸件的形成过程
• 1.4 镁合金的挤压变形
• 1.4.1 挤压方法
• 1.4.2 工艺参数
• 1.4.3 镁合金挤压变形时的动态再结晶
• 1.4.4 镁合金挤压变形时的织构
• 1.5 本课题的研究意义及内容
• 1.5.1 研究意义
• 1.5.2 研究内容
• 第二章 实验材料、设备及研究方法
• 2.1 合金成分设计
• 2.2 实验原料与设备
• 2.2.1 实验原料
• 2.2.2 实验设备
• 2.3 试验方法
• 2.3.1 实验流程
• 2.3.2 合金的熔炼工艺
• 2.3.3 合金的成形工艺
• 2.3.4 合金的组织和性能测试
• 第三章 Y 对 AZ31 合金铸态组织和力学性能的影响
• 3.1 Y 对金属型铸造AZ31 合金铸态组织和力学性能的影响
• 3.1.1 金属型铸造AZ31-x% Y 合金的铸态组织
• 3.1.2 X-射线衍射检测
• 3.1.3 金属型铸造AZ31-x% Y 合金拉伸时的力学性能
• 3.1.4 金属型铸造AZ31-x% Y 合金的拉伸断口
• 3.2 Y 对挤压铸造AZ31 合金铸态组织和力学性能的影响
• 3.2.1 挤压铸造AZ31-x% Y 合金的铸态组织
• 3.2.2 X-射线衍射检测
• 3.2.3 挤压铸造AZ31-x% Y 合金拉伸时的力学性能
• 3.2.4 挤压铸造AZ31-x% Y 合金的拉伸断口
• 3.3 两种铸造工艺下AZ31-X% Y 合金的铸态组织和力学性能比较
• 3.3.1 两种铸造工艺下AZ31-x% Y 合金铸态组织的比较
• 3.3.2 两种铸造工艺下AZ31-x% Y 合金铸态力学性能的比较
• 3.3.3 两种铸造工艺下AZ31-x% Y 合金铸态拉伸断口的比较
• 3.3.4 结果分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 Y 对 AZ31 合金组织和力学性能的影响
• 4.1 金属型铸造AZ31-X% Y 合金铸锭的退火组织
• 4.2 金属型铸造+挤压变形工艺下AZ31-X% Y 合金的组织和力学性能
• 4.2.1 金属型铸造+挤压变形AZ31-x% Y 合金的金相组织
• 4.2.2 X-射线衍射检测
• 4.2.3 金属型铸造+挤压变形AZ31-x% Y 合金的织构
• 4.2.4 金属型铸造+挤压变形 AZ31-x% Y 合金的拉伸性能和断口形貌
• 4.3 挤压铸造AZ31-X% Y 合金铸锭的退火组织
• 4.4 挤压铸造+挤压变形工艺下AZ31-X% Y 合金的组织和力学性能
• 4.4.1 挤压铸造+挤压变形工艺下AZ31-x% Y 合金的金相组织
• 4.4.2 X-射线衍射分析
• 4.4.3 挤压铸造+挤压变形AZ31-x% Y 合金的织构
• 4.4.4 挤压铸造+挤压变形AZ31-x% Y 合金的力学性能
• 4.5 金属型铸造、挤压铸造AZ31-X% Y 合金挤压变形后组织和力学性能比较
• 4.5.1 AZ31-x% Y 合金金相组织的比较
• 4.5.2 AZ31-x% Y 合金的织构比较
• 4.5.3 AZ31-x%Y 合金的力学性能比较
• 4.5.4 AZ31-x%Y 合金的拉伸断口形貌比较
• 4.5.5 结果分析
• 4.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表（含录用）的学术论文