Mg-Ag-X（X＝Nd，Ca）体系的热力学优化和计算

论文摘要

镁合金是目前工业应用中最轻的金属结构材料,具有密度小,比强度和比刚度高,铸造性能、减震性能、切削加工性、容易回收等一系列优点。优良的力学性能,使得镁合金特别适用于轻质结构件。但是与铝合金相比,镁合金的高温强度和抗蠕变性能较差,这是限制镁合金广泛应用的一个重要原因。因此,研究具有广阔应用前景的高温高强抗蠕变的镁合金就显得尤为重要。目前有关提高镁合金耐热性能的方法主要是通过添加合金化元素来强化基体和晶界,进而提高其抗高温蠕变性能。因此,对镁合金体系进行热力学优化计算以获得精准的相图和热力学数据库对开发耐热镁合金有着重要意义。本文采用CALPHAD技术对Ag-Nd和Ag-Ca二元系相图进行了评估和优化,并结合已有的Mg-Ag和Mg-Ca二元体系,外推计算了Mg-Ag-Nd和Mg-Ag-Ca这两个三元体系并建立了相关热力学数据库。主要工作如下:1.采用Thermo-Calc?热力学软件包优化和计算了Ag-Nd和Ag-Ca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型,计算所得相平衡和热力学数据均与实验数据吻合较好。2.利用相图计算（CALPHAD）方法,采用Pandat?热力学软件包外推优化了Mg-Ag-Nd和Mg-Ag-Ca两个三元系。MgAg、MgNd两相处理为一个有序无序相,Mg-Ag-Ca体系中添加两个三元化合物,其中一个化合物具有一定的溶解度。计算所得相平衡和热力学数据均与实验数据吻合较好。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 镁合金的特点与发展概况
• 1.2.1 镁合金的特点
• 1.2.2 镁合金的发展概况
• 1.3 耐热镁合金的分类、性能和研究概况
• 1.3.1 耐热镁合金的分类
• 1.3.2 耐热镁合金的性能
• 1.3.3 耐热镁合金的研究概况
• 1.4 镁合金相图
• 1.5 相图计算原理和方法
• 1.5.1 相图计算发展简介
• 1.5.2 相图计算的基本基础
• 1.5.3 相图计算方法
• 1.5.4 实验数据的评估
• 1.5.5 热力学模型
• 1.6 本文研究的目的和内容
• 第二章 Mg-Ag-Nd三元系热力学优化和计算
• 2.1 引言
• 2.2 实验数据的评估
• 2.2.1 Ag-Nd二元系实验数据评估
• 2.2.2 Mg-Ag二元系实验数据评估
• 2.2.3 Mg-Nd二元系实验数据评估
• 2.3 热力学模型
• 2.3.1 Ag-Nd二元体系
• 2.3.2 Mg-Ag二元体系
• 2.3.3 Mg-Nd二元体系
• 2.3.4 Mg-Ag-Nd三元系热力学模型
• 2.4 计算结果与讨论
• 2.4.1 Ag-Nd体系
• 2.4.2 Mg-Ag体系
• 2.4.3 Mg-Nd体系
• 2.4.4 Mg-Ag-Nd体系
• 2.5 小结
• 第三章 Mg-Ag-Ca三元系热力学优化和计算
• 3.1 引言
• 3.2 实验数据评估
• 3.2.1 Ag-Ca二元系实验数据评估
• 3.2.2 Mg-Ca二元系实验数据评估
• 3.2.3 Mg-Ag-Ca三元系试验数据评估
• 3.3 热力学模型
• 3.3.1 Ag-Ca二元体系
• 3.3.2 Mg-Ca二元体系
• 3.3.3 Mg-Ag-Ca三元系的热力学模型
• 3.4 计算结果与讨论
• 3.4.1 Ag-Ca体系
• 3.4.2 Mg-Ca体系
• 3.4.3 Mg-Ag-Ca体系
• 3.5 小结
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间所发表论文