Y与Gd含量对Mg-Y-RE铸造镁合金微观组织与力学性能的影响

发布时间：2020-12-18 22:54

　　Mg-Y-RE系合金（如WE43、WE54）具有良好的室温、高温力学性能和抗蠕变性能,在航空航天领域应用广泛,是较为成功的商用耐热镁合金。但是,在某复杂薄壁航空构件研制过程中发现,由于Mg-Y-RE合金中含有大量的活性稀土Y元素,在熔炼铸造过程中极易形成氧化钇夹杂,这种夹杂往往以氧化皮的形式分布于铸件的薄壁部位,严重损害了构件的疲劳性能,降低了铸件的成品率,极大限制了合金的应用,氧化钇夹杂问题已成为该航空产品研制的关键瓶颈。因此,在保证合金力学性能的同时,探寻替代Y的低活性稀土元素,减少Mg-Y-RE合金中Y元素含量,进而减少氧化钇夹杂,开发新型低Y含量镁稀土合金,对航空复杂薄壁镁稀土合金构件的研制具有重要的意义。本文以Mg-4Y-2Nd-1Gd-0.5Zn-0.5Zr合金为基础,在保证稀土总质量分数不变的情况下,通过Gd元素替代部分Y元素,制备了不同Y、Gd含量的Mg-Y-RE合金,采用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜等分析手段,结合硬度测量、拉伸实验等性能测试试验,研究了Y含量、Y/Gd比对合金微观组织及力学性能的影响,探明了Y、Gd含量变化对其强韧性的作用规律,开发出一种... 

【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 镁稀土合金
        1.1.1 镁稀土合金概述
        1.1.2 镁稀土合金的分类
        1.1.3 Mg-Y-RE合金的研究现状
    1.2 镁稀土合金强韧化机制
        1.2.1 固溶强化
        1.2.2 析出强化
        1.2.3 细晶强化
    1.3 本文的主要研究背景与内容
    参考文献
第二章 试验方法
    2.1 合金制备
        2.1.1 合金成分设计
        2.1.2 原料与准备
        2.1.3 熔炼
        2.1.4 浇铸
    2.2 热处理
    2.3 合金的成分与物相分析
        2.3.1 成分分析
        2.3.2 XRD物相分析
    2.4 微观组织分析
        2.4.1 光学金相分析
        2.4.2 扫描电镜分析
    2.5 力学性能测试
        2.5.1 硬度测试
        2.5.2 拉伸测试
    参考文献
第三章 Y对 Mg-xY-2.0Nd-1.0Gd镁合金组织与性能的影响
    3.1 Y对微观组织的影响
        3.1.1 铸态组织
        3.1.2 T4 态组织
        3.1.3 T6 态组织
    3.2 Y对力学性能的影响
        3.2.1 铸态、T6 态力学性能与断口分析
    3.3 分析与讨论
    3.4 本章小结
    参考文献
第四章 Y/Gd对 Mg-xY-2.0Nd-yGd镁合金组织与性能的影响
    4.1 Y/Gd对微观组织的影响
        4.1.1 铸态组织
        4.1.2 T4 态组织
        4.1.3 T6 态组织
    4.2 Y/Gd对力学性能的影响
        4.2.1 室温力学性能
        4.2.2 高温力学性能
        4.2.3 断口分析
    4.3 分析与讨论
    4.4 本章小结
    参考文献
第五章 Mg-2Y-1Nd-3Gd-0.5Zn-0.5Zr镁合金热处理工艺研究
    5.1 Mg-2Y-1Nd-3Gd合金组织与力学性能
    5.2 固溶处理工艺研究
        5.2.1 T4 态组织
        5.2.2 T4 态性能
        5.2.3 T4 态合金的断口分析
    5.3 时效处理工艺研究
        5.3.1 T6 态组织
        5.3.2 T6 态拉伸性能
        5.3.3 T6 态合金断口分析
    5.4 分析与讨论
    5.5 本章小结
    参考文献
第六章 结论
创新点
致谢
攻读硕士学位期间的成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]稀土元素Gd对Mg-Y-Zr合金组织和高温力学性能的影响[J]. 董丽君,夏长清,周岩.  铸造. 2014(11)
[2]冷却速率对Mg97Gd2Zn1合金凝固组织和力学性能的影响[J]. 吁艳林,陈乐平,尹健,郭连平.  铸造技术. 2013(03)
[3]热处理对砂型铸造Mg-4Y-2Nd-1Gd-0.4Zr镁合金显微组织和力学性能的影响（英文）[J]. 刘志杰,吴国华,刘文才,庞松,丁文江.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012(07)
[4]高性能稀土镁合金的研究进展[J]. 吴玉娟,丁文江,彭立明,曾小勤,林栋樑.  中国材料进展. 2011(02)
[5]Zr在镁合金中晶粒细化行为研究进展[J]. 孙明,吴国华,戴吉春,庞松,丁文江.  铸造. 2010(03)
[6]稀土镁合金的研究现状及应用[J]. 杨素媛,张丽娟,张堡垒.  稀土. 2008(04)
[7]定向凝固AZ31镁合金晶粒取向及力学性能研究[J]. 邹敏强,黄长清,夏伟军,陈振华,廖锟.  铸造. 2006(09)
[8]挤压温度对Mg-9Gd-4Y-0.6Zr合金组织与力学性能的影响[J]. 张新明,肖阳,陈健美,蒋浩.  中国有色金属学报. 2006(03)
[9]Zr在Mg-9Gd-4Y合金中的晶粒细化机制[J]. 彭卓凯,张新明,陈健美,蒋浩,肖阳.  北京科技大学学报. 2006(02)
[10]稀土在镁及镁合金中的作用[J]. 范才河,陈刚,严红革,陈振华.  材料导报. 2005(07)

博士论文
[1]Mg-Y-Gd-Zn-Zr镁合金组织、性能及其蠕变行为研究[D]. 高岩.上海交通大学 2009
[2]Mg-Nd-Zn-Zr合金微观组织、力学性能和强化机制的研究[D]. 付彭怀.上海交通大学 2009
[3]Mg-Gd-Y-Zr（-Ca）合金的微观组织演变、性能和断裂行为研究[D]. 何上明.上海交通大学 2007

硕士论文
[1]砂型铸造Mg-4Y-2Nd-1Gd镁合金微观组织与力学行为研究[D]. 刘志杰.上海交通大学 2013



本文编号：2924747