轧制和快速凝固加工的Mg-Y-Zn合金的组织与性能

论文摘要

井上明久（Inoue A）于2001年用快速凝固/粉末冶金技术加工Mg97Zn1Y2（at.%）（WZ73）,获得了超高强度镁合金,它的屈服强度超过600MPa,是当时强度最高的镁合金晶体材料。从那时起,人们关注具有特殊的密排面长周期堆垛构造（LPS）作为第二相的Mg-Zn（Cu,Ni）-Re（-Zr）合金,作为一种耐热镁基合金得到广泛研究。在相同的常规铸造条件下,WZ73合金的室温强度低于广泛使用的AZ91合金。通过采用铸锭冶金/轧制和快速凝固/甩带方法,提高WZ73合金的性能,并对轧制合金退火处理,对甩带合金时效处理。实验分析揭示了WZ73合金的热力学特性;也获得了合金在轧制、快速凝固、热处理中发生的显微组织转变,即它的动力学过程。对比快速凝固/甩带和时效处理后的AZ91合金的显微组织和显微硬度,分析LPS相在WZ73合金中对高温强度的贡献;对比铸锭冶金/轧制纯镁的拉伸测试结果,分析了轧制WZ73合金的形变机理和力学性能。这样,对于具有长程堆垛结构的典型合金WZ73的特性,通过系统地表征,为该类合金的研究提供了基础性的参考数据。

论文目录

• 提要
• 第1章 绪论
• 1.1 镁及镁合金的历史、特性与性能
• 1.1.1 发展历史
• 1.1.2 镁的基本特性
• 1.1.3 塑性变形机理
• 1.1.4 动态再结晶
• 1.1.5 性能概要
• 1.2 全球镁合金应用开发的状况
• 1.2.1 上世纪八十年代前的简要应用状况
• 1.2.2 全球供应体系
• 1.2.3 中国的生产和应用
• 1.2.4 欧美日的技术进展
• 1.2.5 汽车方面的应用
• 1.2.6 镁合金的开发和应用
• 1.3 近年来耐热镁合金开发状态
• 1.3.1 镁合金分类
• 1.3.2 美国ASTM编号常规工业镁合金
• 1.3.3 近年来的耐热镁合金开发
• 1.4 Mg-Zn-Re（-Zr）合金
• 1.4.1 Mg-Zn-Re（-Zr）合金的开发
• 1.4.2 Mg-Zn、Mg-Y、Y-Zn二元相图和Mg-Zn-Y三元部分液相面相图
• 1.4.3 Mg-Zn-Re（-Zr）合金分类
• 1.4.4 LPS相
• 1.5 选题意义和研究内容
• 1.5.1 WZ73合金研究现状
• 1.5.2 选题意义
• 1.5.3 研究内容
• 第2章 实验
• 2.1 合金制备
• 2.1.1 熔炼铸造
• 2.1.2 甩带制作及时效
• 2.1.3 形变轧制和退火
• 2.2 显微组织和相分析
• 2.2.1 DTA热分析
• 2.2.2 光学金相
• 2.2.3 扫描和透射电镜
• 2.2.4 物相和织构分析XRD
• 2.3 力学性能
• 第3章 铸态WZ73合金的组织
• 3.1 引言
• 3.2 实验结果与分析
• 3.2.1 相组成
• 3.2.2 微组织
• 3.2.3 热分析
• 3.2.4 数据综合分析
• 3.3 本章结论
• 第4章 轧制与退火的WZ73合金组织
• 4.1 引言
• 4.2 实验结果与分析
• 4.2.1 相组成
• 4.2.2 轧制与退火合金的织构变化
• 4.2.3 合金轧制后的显微组织形貌转变
• 4.2.4 合金退火后的显微组织形貌转变
• 4.2.5 合金经轧制和退火后的结构转变
• 4.3 本章结论
• 第5章 铸造和轧制的WZ73合金力学性能和拉伸断口形貌
• 5.1 引言
• 5.2 实验结果与分析
• 5.2.1 拉伸曲线
• 5.2.2 断口形貌
• 5.2.3 断口区域的显微组织
• 5.2.4 讨论分析
• 5.3 本章结论
• 第6章 快速凝固与时效的WZ73合金的组织
• 6.1 引言
• 6.2 实验结果与分析
• 6.2.1 相组成
• 6.2.2 快速凝固甩带激冷态的组织形貌
• 6.2.3 不同温度时效处理后的组织转变
• 6.2.4 时效处理的硬度变化
• 6.3 本章结论
• 第7章 AZ91快速凝固甩带时效处理的组织以及WZ73与AZ91合金甩带力学性能对比
• 7.1 引言
• 7.2 实验结果与分析
• 7.2.1 铸态AZ91的相组成和组织形貌
• 7.2.2 激冷态AZ91甩带的相组成和组织形貌
• 7.2.3 铸态与甩带合金的组织形貌对比分析
• 7.2.4 甩带时效处理后的组织形貌变化
• 7.2.5 甩带组织结构中晶格常数变化
• 7.2.6 时效处理的硬度变化
• 7.2.7 WZ73和AZ91甩带时效处理的性能差异
• 7.3 本章结论
• 第8章 结论
• 攻博期间发表的学术论文
• 参考文献
• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT