Al-13Mg-xMn-yRE合金的制备与表征

论文摘要

Al-Mg系合金密度低、耐腐蚀、具有良好的机械性能。本文在Л-27合金的基础上,添加稀土元素并且调整合金元素和过渡族元素,改进其组织和性能,开发一种性价比高、中强、耐腐蚀、具有一定阻尼性能的应用型铝合金。通过光学显微镜,X射线衍射仪,扫描电镜、透射电镜和万能力学测试仪对合金的组织和力学性能进行了研究,得出含微量稀土元素（La、Ce、Y、Dy、Lamm和Ymm）的Al-Mg-Mn-RE系合金铸态组织主要有:α-Al、β（Al3Mg2）、Al6Mn和Al-RE相。β（Al3Mg2）相尺寸粗大,且在晶界上形成不连续的网状组织,而Mn和稀土元素一部分固溶在基体中,另一部分生成了块状的Al6Mn和点状的Al-RE相,零星的分布在晶间和晶内。合金的力学性能随RE元素的种类不同而不同。研究表明,在室温下,Al-13Mg-0.8Mn-0.8Y合金的布氏硬度、最大压缩强度、压缩率分别为:138.22、533MPa、22.18%。原因是Y的加入引起凝固过程中溶质再分配造成固液界面前沿成分过冷度增大,使分枝加剧,从而细化枝晶组织。实验表明,稀土Y的添加形成的Al-RE相阻碍合金的位错,提高了合金力学性能。压缩后断面形貌分析表明,断面上存有大量的解理面和撕裂棱,属于典型的脆性断裂。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 本课题研究的意义
• 1.2 Al-Mg 合金研究现状
• 1.2.1 Al-Mg 合金发展概述
• 1.2.2 Al-Mg 合金的研究进展
• 1.3 铝镁合金的应用
• 1.4 稀土在铝合金中的作用
• 1.4.1 净化作用
• 1.4.2 细化、变质作用
• 1.4.3 合金化作用
• 1.5 超高镁铝基合金的经济性浅析与发展预测
• 1.5.1 早期的“1.55”理论
• 1.5.2 近期的“铝-镁过渡期”理论
• 1.5.3 超高镁铝基合金的发展预测
• 1.6 主要研究内容
• 第二章 实验材料与研究方法
• 2.1 实验设计、研究方案及路线
• 2.2 实验主要金属原料与合金制备
• 2.2.1 合金熔炼工艺
• 2.2.2 热处理工艺
• 2.3 试样制备及实验方法
• 2.3.1 拉伸试样制备
• 2.3.2 压缩试样制备
• 2.4 实验分析方法
• 2.4.1 光学显微分析
• 2.4.2 X 射线衍射分析
• 2.4.3 扫描电子显微镜及能谱分析
• 2.4.4 透射电子显微镜分析
• 2.4.5 热分析
• 2.4.6 硬度
• 第三章 Al-13Mg-xMn 系合金组织及力学性能影响
• 3.1 前言
• 3.2 合金名义化学成分
• 3.3 铸态组织
• 3.4 XRD 分析
• 3.5 拉伸性能
• 3.6 硬度
• 3.7 拉伸断口的纵剖面形貌
• 3.8 阻尼性能
• 3.8.1 阻尼性能
• 3.8.2 阻尼机理分析
• 3.8.3 界面阻尼
• 3.8.4 位错阻尼
• 3.9 总结
• 第四章 稀土对Al-Mg 系合金组织及性能的影响
• 4.1 轻稀土对Al-Mg 系合金组织及性能的影响
• 4.1.1 组织
• 4.1.2 XRD
• 4.1.3 TG-DTA
• 4.1.4 力学性能
• 4.2 重稀土对Al-Mg 系合金组织及性能的影响
• 4.2.1 铸态组织
• 4.2.2 元素分布
• 4.2.3 析出相形貌
• 4.2.4 力学性能
• 4.2.5 断口分析
• 4.3 混合稀土对Al-Mg 系合金组织及性能的影响
• 4.3.1 铸态组织
• 4.3.2 力学性能
• 4.4 稀土合金的多孔材料的制备
• 4.5 结论
• 第五章 轧制对Al-Mg 系合金组织的影响
• 5.1 前言
• 5.2 组织
• 5.3 硬度
• 5.4 结论
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的专利