Mg-Sm-X（X＝Al，Zn）体系相图与合金化研究

论文摘要

镁合金因具有比重轻、比强度高、以及良好的电磁屏蔽能力、良好的铸造性能等一系列优点,其开发应用已成为材料研究和应用的关注焦点。在镁合金中添加稀土,能够提高合金的高温力学性能、抗蠕变性能、耐蚀性能等,因此,稀土常作为镁合金的主要添加元素或微合金化元素。为了更好的改进镁合金性能、优化合金成分和热处理工艺,有必要掌握相图和热力学信息。本文采用CALPHAD技术优化计算了Mg-Sm、Al-Sm、和Sm-Zn三个二元体系,并结合已有的Mg-Al和Mg-Zn二元体系,外推计算了Mg-Al-Sm和Mg-Sm-Zn两个三元体系并建立了相应的热力学数据库,主要工作如下:1.利用相图计算（CALPHAD）方法,采用Thermo-Calc热力学软件包优化和计算了Mg-Sm和Al-Sm两个二元系。其中液相与端际相采用替代溶液模型,所有化合物均为化学计量比,计算所得相平衡和热力学数据均与实验数据相吻合。2.利用相图计算（CALPHAD）方法,采用Thermo-Calc热力学软件包优化和计算了Sm-Zn二元系。其中液相与端际相采用替代溶液模型,所有化合物均为化学计量比,计算所得相平衡和热力学数据均与实验数据相吻合。3.根据获得的Mg-Sm、Al-Sm和Sm-Zn的热力学数据,结合已有的Mg-Al和Sm-Zn外推计算Mg-Al-Sm和Mg-Sm-Zn两个三元系。另外还计算了三元体系的等温截面和液相线投影面。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 金属镁及镁合金的基本性质
• 1.1.1 镁的基本性质
• 1.1.2 镁合金的特性
• 1.2 镁合金的强化途径及分类
• 1.2.1 强化途径
• 1.2.2 镁合金的分类
• 1.3 耐热镁合金
• 1.3.1 耐热镁合金设计与开发的一般原则
• 1.3.2 耐热镁合金系
• 1.4 镁合金相图及其应用
• 1.5 相图计算原理与方法
• 1.5.1 相图计算概述
• 1.5.2 相图计算的原理-Gibbs法则
• 1.5.3 相图计算技术
• 1.6 本文的研究目的和内容
• 第二章 Mg-Al-Sm三元体系的热力学优化
• 2.1 引言
• 2.2 热力学模型
• 2.2.1 液相、端际相:
• 2.2.2 金属间化合物
• 2.3 Al-Mg二元体系
• 2.4 Al-Sm二元体系热力学优化
• 2.4.1 实验数据评估
• 2.4.2 优化过程
• 2.4.3 结果与讨论
• 2.5 Mg-Sm二元体系的优化
• 2.5.1 实验数据评估
• 2.5.2 计算结果与讨论
• 2.6 Mg-Al-Sm三元体系热力学优化
• 2.6.1 实验数据评估
• 2.6.2 优化结果与讨论
• 2.7 本章小结
• 第三章 Mg-Sm-Zn三元体系的热力学优化
• 3.1 引言
• 3.2 热力学模型
• 3.2.1 液相、端际相
• 3.2.3 金属间化合物
• 3.3 Sm-Zn二元体系
• 3.3.1 实验数据评估
• 3.3.2 优化结果与讨论
• 3.4 Mg-Sm-Zn三元体系
• 3.4.1 实验数据评估
• 3.4.2 计算结果
• 3.5 本章小结
• 第四章 Mg-Al-Sm铸造合金组织与性能的研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验内容
• 4.2.1 镁合金的成分设计
• 4.2.2 实验原材料
• 4.2.3 合金的熔炼和浇注
• 4.2.4 样品的热处理
• 4.3 实验结果
• 4.3.1 扫描电镜结果
• 4.3.2 能谱分析结果
• 4.3.3 显微硬度测试结果
• 4.4 合金凝固过程模拟
• 4.5 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间所发表的论文