Mg-Zn-Y合金的长周期结构演化及力学性能研究

发布时间：2020-05-11 16:15

【摘要】：镁合金具有低密度和比强度高的特点,广泛应用于汽车、电子、航天等领域。近年来,通过对镁合金的深入研究,认为Mg-(Cu,Zn,Ni)-RE合金能够生成一种特殊的长周期有序(LPSO)结构,这种结构的镁合金材料具有良好的组织及力学性能,可以有效提高镁合金的各项性能。因此,通过调整镁合金中合金元素的种类和成分比例或加入适量稀土元素,研究长周期有序堆垛结构与合金成分之间的关系及其规律,对镁合金的应用研究具有重要的理论意义及实用价值。本文采用铸造、热处理的工艺方法,制备了含有长周期有序结构(LPSO)的新型Mg-Zn-Y系合金;通过对合金的LPSO结构的形成及强化效果进行分析,研究了合金化元素与稀土元素的含量对长周期结构的形成、转化及其对合金力学性能的影响。研究表明,LPSO结构可以提升合金的力学性能。Mg-2.5Zn-6.8Y合金的在500℃温度下热处理时间为10 h时,合金的力学性能较好,延伸率和抗拉强度分别为5.1%和149 MPa。合金在500℃温度下热处理10 h,LPSO结构部分固溶在基体中,且发生显著细化。Mg-Zn-Y合金中加入Al后,合金的性能得到提升。合金中加入Ag后,细化程度明显,Ag元素能在一定程度上影响LPSO相的整体分布和形貌。Mg-Zn-Y-Al合金中,Al元素对合金有一定的强化作用,能提高合金的力学性能。合金中铝的含量为1%时,合金力学性能较好,延伸率和抗拉强度分别为5.4%和176 MPa。Mg-Zn-Y合金中添加Ag后,合金的晶粒得到细化,合金中部分第二相沿晶界析出,有少量Mg_3Ag相生成。其主要分布在晶界处,能有效阻止塑性变形时晶界滑移和阻碍位错的运动,提高晶界稳定性和抗拉强度。合金中Ag含量为3%时,合金拉伸性能和延展性较好,抗拉强度和伸长率分别为194 MPa和7.1%。当Ag含量为2%时,经200℃时效处理,时长24 h,合金显微硬度最佳,为81.2 HV。
【图文】：

示意图,铸锭,示意图,静置

西安建筑科技大学硕士学位论文℃时，纯 Mg 开始熔化，进行搅拌和表面 Zn 熔解，等 Zn 完全溶解后进行扒渣；℃，扒掉合金中废渣，加入 Mg-Y 中间合在熔体中最大限度地熔入合金，Mg-Y 中静置 5min，再搅拌 2 min；℃，进行搅拌，去除表面杂质，加入精炼升至 750℃，，保温并静置 30 min； 710℃，去除杂质后浇注到模具中成型。

示意图,马弗炉,示意图,水淬处理

将合金试样放入热处理所用的马弗炉中，并在坩埚末，将试样放入坩埚中，再加入氧化镁（MgO）粉末度调整 500℃后，进行保温 5h-20 h 处理，固溶处理完90℃左右的热水中进行水淬处理或者是放入油中进行油n-Y、Mg-Zn-Y-Al、Mg-Zn-Y-Ag 合金进行时效处理时，同上述步骤一样将准备好的含氧化镁（MgO）粉末的坩（MgO）粉末覆盖试样表面，随后将温度调至 200℃保迅速取出试样放置到 90℃左右的热水中进行水淬处理用马弗炉，实验设备为英国卡博莱特快速升温马弗备最高工作温度 1100℃ ，采用全辐射电阻丝，确保仪能效和快速升温。将固溶处理过的试样放于小坩埚中，放置在处理炉中的保温砖上，温度调整到 200℃，进
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG146.22

【参考文献】