首页> 正文

铈对Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金组织与性能的影响

2020-12-10阅读(993)

铈对Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金组织与性能的影响

论文摘要

Mg-Gd-Y-Zr系合金具有优异的室温及高温力学性能,在航空航天领域具有广阔的应用前景。本文采用金相显微镜,硬度测试、单轴拉伸、x射线衍射,扫描电镜、透射电镜以及热模拟实验,研究了稀土Ce对Mg-5.5Gd-4.5Y-Nd-Zr合金组织与性能的影响,得出以下结论：（1）揭示了合金元素Ce对Mg-5.5Gd-4.5Y-Nd-Zr合金铸态组织的影响规律及机理。添加Ce细化了Mg-5.5Gd-4.5Y-Nd-Zr合金的铸态组织,当Ce含量在0-0.2%范围内时,随稀土含量Ce的增加,细化效果增强,铸态合金的平均晶粒尺寸由68.7μm减小至55μm。进一步增加Ce含量到0.35%时,平均晶粒尺寸基本不变。其细化机理为：Ce元素的添加增大了凝固过程中固液前沿熔体的过冷度,增加了形核核心。（2）铸态合金晶界上分布有网状的非平衡共晶组织,由a-Mg和Mg5.05Gd组成,经固溶处理后,非平衡共晶消失,残留大量的方块状粒子,其化学成分为Mg2Gd。（3）揭示了Ce在Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金中的分布规律与存在形式。Ce在合金中主要以Mg12Ce粒子的形式存在,形貌为椭球状,只有少量的Ce固溶进入基体。（4）优化了合金的化学成分,较优的合金成分为Mg-5.5Gd-4.5Y-Nd-0.2Ce-Zr。该合金挤压-T5态室温抗拉强度为402MPa,300℃高温抗拉强度为232MPa,较未添加Ce的合金分别提高46MPa、30MPa。室温抗拉强度的提高可归结为添加Ce促进p’相的析出,高温抗拉强度的提高可归结为析出相体积分数的增加和弥散分布的具有高热稳定性的Mg12Ce粒子。（5）探明了Mg-5.5Gd-4.5Y-Nd-xCe-Zr （x=0,0.2wt.%）合金在375℃-525℃、应变速率为0.01s-1、0.1s-1和1s-1制度下的热压缩变形规律。计算了Mg-5.5Gd-4.5Y-Nd-xCe-Zr （x=0,0.2wt.%）合金在425℃-525℃的变形表观激活能分别为QHA=191KJ/mol,212KJ/mol。添加Ce提高了合金的再结晶体积分数,降低了再结晶晶粒尺寸,原因是添加Ce生成椭球状Mg12Ce粒子,该粒子对再结晶有PSN作用,能够激发再结晶形核和抑制再结晶晶粒长大。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 文献综述
  • 1.1 镁及镁合金概述
  • 1.2 耐热镁合金的发展趋势
  • 1.2.1 Mg-Al系
  • 1.2.2 Mg-Zn系
  • 1.2.3 Mg-RE系
  • 1.3 耐热镁合金的应用
  • 1.3.1 耐热镁合金在汽车行业的应用
  • 1.3.2 耐热镁合金在航空航天领域的应用
  • 1.3.3 耐热镁合金在其他领域的应用
  • 1.4 稀土元素在镁合金中的作用与研究现状
  • 1.4.1 稀土元素在镁合金中的固溶强化作用
  • 1.4.2 稀土元素在镁合金中的析出强化作用
  • 1.4.3 稀土元素Ce的微合金化作用
  • 1.5 稀土耐热镁合金的塑性变形
  • 1.5.1 镁合金的塑性变形特征
  • 1.5.2 合金元素的添加对稀土耐热镁合金塑性变形的影响
  • 1.6 本文的研究背景、目的和内容
  • 第二章 材料制备和研究方法
  • 2.1 实验方案
  • 2.2 材料制备
  • 2.2.1 合金成分
  • 2.2.2 熔炼前准备
  • 2.2.3 合金熔炼和铸造
  • 2.2.4 固溶处理
  • 2.2.5 人工时效处理
  • 2.3 等温热压缩试验
  • 2.4 热挤压试验
  • 2.5 力学性能测试
  • 2.5.1 硬度测试
  • 2.5.2 单轴拉伸试验
  • 2.6 组织结构观察
  • 2.6.1 金相观察
  • 2.6.2 扫描电镜观察
  • 2.6.3 透射电镜观察
  • 2.6.4 物相分析
  • 2.6.5 DSC分析
  • 第三章 Ce对Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金组织的影响
  • 3.1 Ce对Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金铸态组织的影响
  • 3.1.1 铸态合金金相微观组织分析
  • 3.1.2 铸态合金SEM分析
  • 3.2 Ce对Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金固溶态组织的影响
  • 3.2.1 合金固溶处理工艺的制定
  • 3.2.2 固溶态合金微观组织分析
  • 3.3 分析与讨论
  • 3.4 小结
  • 第四章 Ce对Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金热变形行为的影响
  • 4.1 热压缩实验结果分析
  • 4.2 热压缩试样显微组织观察与分析
  • 4.3 分析与讨论
  • 4.4 小结
  • 第五章 Ce对Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金力学性能的影响
  • 5.1 Ce对Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金T6态时效行为的影响
  • 5.2 Ce对Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金挤压-T5态时效行为的影响
  • 5.3 Ce对Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金挤压-T5态析出强化相的影响
  • 5.4 Ce对Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金挤压-T5态室温及高温力学性能的影响
  • 5.5 分析与讨论
  • 5.6 小结
  • 第六章 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读硕士学位期间的研究成果

    • 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：;  ;  ;  ;  

    铈对Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金组织与性能的影响
    下载Doc文档

    猜你喜欢

    © 2024 毕速过 版权所有 鄂ICP备12018319号-5