稀土元素Sc、Nd对Al-Mg合金显微组织及力学性能影响

论文摘要

通过室温拉伸性能测试、显微硬度测试、电导率测试、金相显微分析、扫描电镜及透射电镜观察等手段,研究了微量稀土钪（Sc）和钕（Nd）对Al-Mg合金的组织（铸态、均匀化态、热轧态、冷轧态、退火态）与性能（力学性能、导电性）的影响,并从理论上进行了分析和讨论。研究结果表明:1.单独加入稀土Sc、Nd和复合加入Sc、Nd均能不同程度地提高Al-Mg合金的冷轧态的抗拉强度。单独添加0.2%Nd,可使合金抗拉强度提高14MPa,单独添加0.2%Sc合金抗拉强度的提高29MPa,以复合形式添加0.2%Nd和0.2%Sc时合金抗拉强度提高55MPa。2.在Al-Mg合金中添加Sc和Nd可以细化合金的铸态组织,其中单独添加Sc的细化作用比单独添加Nd强,而Sc和Nd以复合形式加入时的细化效果最好。3.在Al-Mg合金中单独添加Nd对合金的再结晶行为影响不大;单独添加Sc以及同时添加Nd和Sc时合金的再结晶温度提高40℃。4.在Al-Mg-Nd-Sc合金中,析出相Al3（Sc,Nd）粒子为细小、弥散的纳米级粒子,对晶界的钉扎作用导致合金再结晶温度升高。5.复合加入Sc和Nd对合金再结晶抑制作用最显著,这就使第二相粒子得到充分析出,从而使其电导率的峰值最高。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 文献综述
• 1.1 铝镁合金的国内外发展概况
• 1.1.1 铝镁合金简述
• 1.1.2 国家标准中的铝-镁系铸造合金
• 1.1.3 铝-镁系合金中合金元素的作用
• 1.1.4 铝-镁合金中杂质的影响
• 1.1.5 钪与铝-镁合金中元素的相互作用
• 1.1.6 铝-镁合金的热处理
• 1.1.6.1 铝-镁合金半连续铸锭均匀化
• 1.1.6.2 铝-镁合金的退火及稳定化处理
• 1.1.7 Al-Mg合金的时效过程
• 1.1.8 Al-Mg合金研究进展
• 1.2 添加稀土元素对铝合金的影响
• 1.2.1 稀土元素简述
• 1.2.2 稀土元素Sc
• 1.2.2.1 稀土Sc的简介
• 1.2.2.2 稀土Sc在铝合金中的作用
• 1.2.3 稀土元素Nd
• 1.2.3.1 稀土Nd的简介
• 1.2.3.2 稀土Nd在铝合金中的作用
• 1.2.4 稀土在变形铝合金中的作用机制
• 1.2.4.1 稀土在变形铝合金中的作用
• 1.2.4.2 稀土对变形铝合金的影响机理
• 1.3 铝合金的强化
• 1.3.1 形变强化
• 1.3.2 固溶强化和晶粒细化
• 1.3.3 析出强化
• 1.4 本实验的研究目的和主要内容
• 第二章 实验过程与方法
• 2.1 实验方案
• 2.2 实验步骤与方法
• 2.2.1 配料
• 2.2.2 熔炼
• 2.2.3 浇铸
• 2.2.4 热处理工艺
• 2.2.5 维氏硬度的测定
• 2.2.6 合金导电性能测试
• 2.2.7 力学性能的测试
• 2.2.8 微观组织的观察
• 第三章 稀土Sc和Nd对Al-Mg合金组织及力学性能的影响
• 3.1 稀土Sc和Nd对Al-Mg合金力学性能的影响
• 3.1.1 合金的拉伸性能
• 3.2 稀土Sc和Nd对Al-Mg合金微观组织的影响
• 3.2.1 金相组织观察与分析
• 3.2.2 拉伸断口扫描分析
• 3.2.3 铸态SEM形貌及第二相能谱分析
• 3.3 稀土元素Sc和Nd在Al-Mg合金中的存在形式与作用机理
• 3.3.1 稀土元素Sc和Nd在Al-Mg合金中的存在形式
• 3.3.2 稀土Sc和Nd在Al-Mg合金中的细化机理
• 第四章 Sc和Nd对Al-Mg合金再结晶行为及电导率的影响
• 4.1 稀土Sc和Nd对Al-Mg合金再结晶行为的影响
• 4.1.1 合金的再结晶温度与硬度的关系
• 4.1.2 透射电镜组织观察与分析
• 4.1.3 稀土Sc和Nd对合金再结晶行为的影响机理
• 4.2 稀土Sc和Nd对Al-Mg合金电导率的影响
• 4.2.1 合金的电导率与退火温度的关系
• 4.2.2 退火过程中合金电导率变化的原因
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文