首页> 正文

高强Mg-Y-Nd-Zn-Zr系铸造镁合金组织与性能研究

2020-12-29阅读(812)

高强Mg-Y-Nd-Zn-Zr系铸造镁合金组织与性能研究

论文摘要

摘要：Mg-Nd系铸造合金拥有优异的力学性能、高温抗蠕变性能及铸造性能,在航空、汽车、电子等领域中得到广泛的应用。Y元素具有比Nd更好的固溶强化和析出强化效果；Zn元素价格低廉,且添加少量Zn元素可产生较强的固溶强化和时效强化效果。目前,在Mg-Nd合金中添加Y和Zn对其组织及力学性能的影响尚未被系统研究。因此,本文以Mg-Nd合金为基体,通过加入不同含量的Y（0-6.0wt.%）和Zn（0.2-1.5wwt.%）,深入研究铸造Mg-Y-Nd-Zn-Zr合金的显微组织、力学性能及强化机制,得出了如下研究结论：铸态Mg-2.4Nd-0.2Zn-0.5Zr合金主要由a-Mg、Mg12Nd相组成；增加Y的含量到2.5wt.%时,合金中出现了Mg24Y5相。与Mg-4.2Y-2.4Nd-0.2Zn-0.5Zr合金相比,在Mg-4.2Y-2.4Nd-0.5Zr合金中加入（0.5-1.5）Zn后,合金中出现Mg12YZn相。固溶处理后,Mg-Y-Nd-Zn-Zr合金中的Mg12Nd相和Mg24Y5相基本消失。225℃峰时效态Mg-Y-Nd-Zn-Zr合金主要的析出相为β’相。β’相的体积分数随Y的增加随之增加,随Zn的增加先升高后降低。在250℃时效时,Mg-6.0Y-2.4Nd-0.2Zn-0.5Zr合金的脱溶序列为：α-Mg（S.S.S.S）→β"→β’→β1→β。在室温下,峰时效态Mg-Y-Nd-Zn-Zr合金的屈服强度随Y的增加逐渐提高,随Zn的增加先升高后降低。Mg-4.2Y-2.4Nd-0.2Zn-0.5Zr合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为330MPa、265MPa和5.8%; Mg-6.0Y-2.4Nd-0.2Zn-0.5Zr合金在250℃高温拉伸的抗拉强度、屈服强度、伸长率分别为280MPa.235MPa、11.0%。合金优异的力学性能归因于沿棱柱面分布、具有较大体积分数及纵横比的片状β’相。对铸态Mg-Y-Nd-Zn-Zr合金屈服强度起主要作用的是第二相强化；在固溶态、时效态下,固溶强化、时效析出强化分别对合金屈服强度的贡献最大。

论文目录

  • 摘要
  • 英文摘要
  • 1 绪论
  • 1.1 引言
  • 1.2 镁及镁合金概述
  • 1.2.1 镁的基本性质
  • 1.2.2 镁合金及其分类
  • 1.2.3 镁及镁合金的塑性变形
  • 1.2.4 稀土镁合金
  • 1.3 镁合金的强化方法
  • 1.3.1 固溶强化
  • 1.3.2 沉淀强化
  • 1.3.3 弥散强化
  • 1.3.4 细晶强化
  • 1.4 选题的意义和内容
  • 1.4.1 选题的意义
  • 1.4.2 研究内容
  • 2 实验方案与过程
  • 2.1 实验方案
  • 2.2 合金的制备
  • 2.2.1 合金成分设计
  • 2.2.2 合金的熔炼与铸造
  • 2.2.3 热处理
  • 2.3 性能测试
  • 2.3.1 硬度测试
  • 2.3.2 拉伸性能测试
  • 2.3.3 热分析
  • 2.4 材料显微组织观察与结构表征
  • 2.4.1 光学金相分析
  • 2.4.2 扫描电镜分析
  • 2.4.3 透射电镜分析
  • 2.4.4 X射线衍射分析
  • 3 铸态Mg-Y-Nd-Zn-Zr合金的显微组织及力学性能
  • 3.1 引言
  • 3.2 Y对铸态Mg-Nd-Zn-Zr-xY合金显微组织及力学性能的影响
  • 3.2.1 Y对铸态Mg-Nd-Zn-Zr-xY合金显微组织的影响
  • 3.2.2 Y对铸态Mg-Nd-Zn-Zr-xY合金力学性能与断裂行为的影响
  • 3.3 Zn对铸态Mg-Y-Nd-Zr-yZn合金显微组织及力学性能的影响
  • 3.3.1 Zn对铸态Mg-Y-Nd-Zr-yZn合金显微组织的影响
  • 3.3.2 Zn对铸态Mg-Y-Nd-Zr-yZn合金力学性能与断裂行为的影响
  • 3.4 铸态Mg-Y-Nd-Zn-Zr合金的强化机制
  • 3.5 小结
  • 4 Mg-Y-Nd-Zn-Zr合金的固溶工艺优化及力学性能
  • 4.1 引言
  • 4.2 Y对Mg-Nd-Zn-Zr-xY合金显微组织及力学性能的影响
  • 4.2.1 Mg-Nd-Zn-Zr-xY合金的固溶工艺优化
  • 4.2.2 Y对固溶态Mg-Nd-Zn-Zr-xY合金显微组织的影响
  • 4.2.3 Y对固溶态Mg-Nd-Zn-Zr-xY合金力学性能及断裂行为的影响
  • 4.3 Zn对Mg-Y-Nd-Zr-yZn合金显微组织及力学性能的影响
  • 4.3.1 Mg-Y-Nd-Zr-yZn合金的固溶工艺优化
  • 4.3.2 Zn对固溶态Mg-Y-Nd-Zr-yZn合金显微组织的影响
  • 4.3.3 Zn对固溶态Mg-Y-Nd-Zr-yZn合金力学性能及断裂行为的影响
  • 4.4 固溶态Mg-Y-Nd-Zn-Zr合金的强化机制
  • 4.5 小结
  • 5 Mg-Y-Nd-Zn-Zr合金的时效析出组织及力学性能
  • 5.1 引言
  • 5.2 Mg-Nd-Zn-Z-xY合金的时效析出组织及力学性能
  • 5.2.1 Mg-Nd-Zn-Zr-xY合金的时效硬化曲线
  • 5.2.2 Mg-Nd-Zn-Zr-xY合金的时效析出行为
  • 5.2.3 时效态Mg-Nd-Zn-Zr-xY合金的力学性能与断裂行为
  • 5.3 Mg-Y-Nd-Zr-yZn合金的时效析出组织及力学性能
  • 5.3.1 Mg-Y-Nd-Zr-yZn合金的时效硬化曲线
  • 5.3.2 Mg-Y-Nd-Zr-yZn合金的时效析出行为
  • 5.3.3 时效态Mg-Y-Nd-Zr-yZn合金的力学性能与断裂行为
  • 5.4 时效态Mg-Y-Nd-Zn-Zr合金的强化机制
  • 5.5 小结
  • 6 结论
  • 参考文献
  • 攻读博士学位期间发表的学术论文
  • 致谢

    • 相关论文文献

    • [1].高熵合金的制备方法及其应用进展[J]. 航空制造技术 2019(22)
    • [2].低合金钛卷应用与展望[J]. 科技创新与应用 2019(36)
    • [3].各类高熵合金的研究进展[J]. 功能材料 2019(12)
    • [4].高熵合金抗氧化性能研究现状及展望[J]. 材料导报 2019(S2)
    • [5].镁铝钆合金在空气中的氧化与燃烧[J]. 稀有金属材料与工程 2019(12)
    • [6].含稀土铂基合金的性能研究进展[J]. 贵金属 2019(S1)
    • [7].高熵合金的力学性能及功能性能研究进展[J]. 材料热处理学报 2020(01)
    • [8].影响6005A合金剥落腐蚀性能的因素研究[J]. 铝加工 2020(01)
    • [9].高熵合金的耐蚀性与耐磨性研究进展[J]. 热加工工艺 2020(06)
    • [10].轻质高熵合金的研究进展与展望[J]. 稀有金属材料与工程 2020(04)
    • [11].高熵合金的热处理综述[J]. 材料热处理学报 2020(05)
    • [12].国内高熵合金制备技术的发展现状[J]. 科技经济导刊 2020(10)
    • [13].高熵合金激光选区熔化研究进展[J]. 钢铁研究学报 2020(06)
    • [14].浅析合金成分及时效工艺对6082合金的影响[J]. 福建冶金 2020(04)
    • [15].多组元高熵合金制备方法的研究现状[J]. 有色金属工程 2020(06)
    • [16].高熵合金——打破传统的新型高性能多主元合金[J]. 中国资源综合利用 2020(08)
    • [17].微波消解-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定718合金中铝钴钛钒磷钨六种元素[J]. 湖南有色金属 2020(04)
    • [18].增材制造技术制备高熵合金的研究现状及展望[J]. 材料导报 2020(17)
    • [19].立方晶体结构高熵合金在低温条件下的力学行为研究进展[J]. 稀有金属材料与工程 2020(09)
    • [20].高熵合金制备及热处理工艺研究进展[J]. 金属热处理 2020(10)
    • [21].轻质高熵合金的研究现状与发展趋势[J]. 材料导报 2020(19)
    • [22].轻质高熵合金的研究现状[J]. 材料导报 2020(21)
    • [23].热处理对Mg-11Gd-3Y-0.6Ca-0.5Zr合金显微组织和腐蚀行为的影响[J]. 材料导报 2020(20)
    • [24].高熵合金材料研究进展（英文）[J]. Science China Materials 2018(01)
    • [25].高熵合金的研究进展[J]. 中国重型装备 2017(03)
    • [26].Al-5.0Zn-3.0Mg-1.0Cu-0.1Zr合金的淬火敏感性[J]. 中南大学学报(自然科学版) 2017(09)
    • [27].体内外实验评估Mg-6Zn合金对肠上皮细胞紧密连接的影响（英文）[J]. Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2015(11)
    • [28].高熵合金制备方法进展[J]. 热加工工艺 2014(22)
    • [29].4J29合金金相组织和力学性能的研究[J]. 机电元件 2015(04)
    • [30].高压处理对Cu-50.84Cr-0.48Al合金热扩散系数和热膨胀性能的影响[J]. 稀有金属 2013(05)

    标签：;  ;  ;  ;  ;  

    高强Mg-Y-Nd-Zn-Zr系铸造镁合金组织与性能研究
    下载Doc文档

    猜你喜欢

    © 2024 毕速过 版权所有 鄂ICP备12018319号-5