GYZ103高强耐热铸造镁合金的研究

论文摘要

根据高强耐热镁合金性能要求,通过Mg-Gd-Y-Zr合金成分优化,确定了合金成分。其合适的成分范围为:Gd10%-11%,Y2.5%-3.5%,Zr0.4%-0.6%。对Mg-Gd-Y-Zr合金采用低温熔炼和高温熔炼对比发现,高温熔炼使Gd和Y的实得率略有提高,Zr的实得率有较大提高,并且明显细化了晶粒。另外,本文对GYZ103镁合金的固溶温度、固溶时间、时效温度和时效时间进行了正交试验,通过正交试验对进行热处理工艺的优化。对观察GYZ103合金的固溶处理显微组织发现,经过500℃保温8h固溶处理后,固溶充分,并未发生晶粒长大现象。温度升高或固溶时间延长后均发生过时效现象。在其后的250℃时效处理时,在不同时效时间所析出相形态变化为:少量花瓣状+少量细小粒状→大片花瓣状+大量细小粒状→少量花瓣状+粗大粒状→粗大粒状。通过扫描电镜对GYZ103合金花瓣组织及粒状组织成分进行分析发现,250℃保温24h时效处理时,花瓣组织由两种相组成,一种是在花瓣中心的富Zr相,一种是由细长针状相所围成的花瓣状,而粒状组织由富Gd富Y相组成。因此,确定了GYZ103镁合金的热处理工艺为500℃×8h+250℃×24h。采用该热处理工艺处理的GYZ103合金的室温力学性能达到:抗拉强度377MPa、屈服强度333 MPa和伸长率5%;GYZ103合金的300℃时高温性能达到:抗拉强度210MPa、屈服强度175MPa和伸长率17%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 符号清单
• 插图清单
• 插表清单
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外对耐热镁合金的研究以及应用状况
• 1.2.1 Mg-Al基系耐热镁合金的发展情况
• 1.2.2 Mg-RE（镁-稀土）系耐热镁合金的研究状况
• 1.3 镁合金的强化机制
• 1.3.1 固溶强化
• 1.3.2 时效强化
• 1.4 本课题研究的目的、意义及内容
• 第二章 Mg-Gd-Y-Zr合金成分设计
• 2.1 Gd、Y和Zr元素在Mg-Gd-Y-Zr合金的作用
• 2.1.1 Gd元素在Mg-Gd-Y-Zr合金中的作用
• 2.1.2 Y元素在Mg-Gd-Y-Zr合金中的作用
• 2.1.3 Zr元素在Mg-Gd-Y-Zr合金中的作用
• 2.2 Gd、Y和Zr元素成分优化
• 第三章 GYZ103合金熔炼工艺的优化
• 3.1 试验条件
• 3.2 材料的选择
• 3.2.1 金属材料的选择
• 3.2.2 熔剂的选择
• 3.3 熔炼温度对GYZ103合金的影响
• 3.3.1 低温熔炼对GYZ103合金的影响
• 3.3.2 高温熔炼对GYZ103合金的影响
• 3.4 本章小结
• 第四章 GYZ103合金热处理工艺的优化
• 4.1 正交试验方案设计
• 4.2 正交试验优化GYZ103镁合金热处理工艺
• 4.3 高温性能试验
• 4.4 本章小结
• 第五章 GYZ103镁合金组织与性能
• 5.1 GYZ103镁合金铸态组织与性能
• 5.1.1 GYZ103合金的铸态组织
• 5.1.2 GYZ103合金的铸态性能
• 5.2 固溶处理对GYZ103合金组织与性能的影响
• 5.2.1 固溶温度对GYZ103合金组织的影响
• 5.2.2 固溶温度对GYZ103合金性能的影响
• 5.2.3 固溶时间对GYZ103合金组织的影响
• 5.2.4 固溶时间对GYZ103合金性能的影响
• 5.3 时效处理对GYZ103合金组织与性能的影响
• 5.3.1 时效温度对GYZ103合金组织的影响
• 5.3.2 时效温度对GYZ103合金拉伸性能的影响
• 5.3.3 时效时间对GYZ103合金组织的影响
• 5.3.4 时效时间对GYZ103合金拉伸性能的影响
• 5.4 综合分析
• 5.5 本章小结
• 第六章 GYZ103合金试验材料的评价
• 6.1 GYZ103镁合金室温综合性能比较
• 6.2 GYZ103镁合金高温性能比较
• 6.3 GYZ103合金的抗蠕变机理
• 第七章 GYZ103镁合金的应用
• 第八章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文