Mg-Zn-Nd合金的显微组织与性能研究

论文摘要

镁合金是实际应用中最轻的结构材料,但其强度和耐蚀性差,准确、深入地研究Nd对镁合金微观组织及性能作用机理,对开发新型镁合金具有重要地意义。本研究以Mg-Zn二元合金为基础,分别添加1%、2%、3%钕的铸造态Mg-Zn-Nd镁合金作为实验材料,对其铸造工艺以及钕在铸态Mg-6Zn镁合金的作用进行了研究,分析了钕含量对镁合金的显微组织、退火硬度,腐蚀性能的影响规律。并同时对Mg6Zn1Nd合金进行了热处理,分析了热处理工艺对合金性能的影响,从而为提高Mg-Zn-Nd合金的力学性能及确定其热处理工艺提供理论依据。除此之外,还对Mg3ZnxNd（x=2、3）合金的铸态和退火态显微组织进行了研究。通过实验与相关分析得出:钕对Mg6Zn合金具有细化晶粒、改变析出相形貌、改善共晶组织的热稳定性和改变腐蚀性能的作用。随着钕含量的增加,合金晶粒尺寸先减小后增加,而耐蚀性先增加后减小,共晶组织形貌由网格状变成条状,其中Mg6Zn1Nd合金的晶粒尺寸为20μm左右,细化效果最明显,耐蚀性能较好。Mg6Zn1Nd经440℃×3h退火处理后,枝晶全部消失,共晶组织分布均匀。390℃×8h固溶处理的Mg6Zn1Nd合金在250℃×7h时效处理后,强度和硬度较退火态增加,塑性降低。铸态Mg3ZnxNd（x=2、3）合金显微组织同样是由α-Mg和分布于晶界上的Mg-Zn-Nd三元相组成,随着钕含量的增加,不连续的共晶组织呈连续分布,晶粒细化、共晶组织的热稳定性增加,退火态Mg3ZnxNd（x=2、3）合金都在晶粒内部析出Mg-Zn-Nd金属间化合物。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 镁合金性质及用途
• 1.1.1 镁合金性质
• 1.1.2 镁合金用途
• 1.2 镁合金分类
• 1.2.1 Mg-Al
• 1.2.2 Mg-Zn
• 1.2.3 Mg-RE
• 1.2.4 Mg-Li
• 1.3 稀土对镁合金的影响
• 1.3.1 耐蚀性
• 1.3.2 冶炼及成型作用
• 1.3.3 显微组织和力学性能
• 1.4 镁合金的强化
• 1.4.1 合金化强化
• 1.4.2 第二相强化
• 1.4.3 复合强化
• 1.4.4 细晶强化
• 1.5 镁合金热处理
• 1.5.1 退火
• 1.5.2 固溶处理和时效
• 1.6 本课题研究内容
• 1.6.1 研究背景
• 1.6.2 课题研究内容
• 第二章 实验材料、仪器与方法
• 2.1 实验材料
• 2.2 实验仪器
• 2.2.1 样品制备仪器与设备
• 2.2.2 试样结构及性能分析仪器与设备
• 2.3 试样性能测试及组织观察
• 2.3.1 成份测试
• 2.3.2 金相观察
• 2.3.3 硬度测试
• 2.3.4 DTA测试
• 2.3.5 腐蚀性能
• 2.3.6 拉伸性能测试
• 第三章 Nd含量对Mg6ZnxNd组织和性能的影响
• 3.1 Mg6ZnxNd（x=0、1、2 和3）铸造工艺
• 3.2 Nd含量对Mg6ZnxNd显微组织和性能的影响
• 3.3 Nd含量对Mg6ZnxNd合金性能的影响
• 3.3.1 铸造性能
• 3.3.2 硬度
• 3.3.3 腐蚀性能
• 3.4 本章小节
• 第四章 热处理对Mg-Zn-Nd三元合金显微组织及性能的影响
• 4.1 热处理对Mg6Zn1Nd合金显微组织和性能的影响
• 4.1.1 退火
• 4.1.2 固溶处理
• 4.1.3 时效处理
• 4.2 热处理对Mg3ZnxNd（x=2、3）合金显微组织的影响
• 4.2.1 铸造组织
• 4.2.2 退火处理
• 4.3 本章小节
• 第五章 全文结论
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢