不同含量Gd、Ni对Mg-Gd-Ni合金滞弹性及力学性能的影响
发布时间：2021-01-07 10:11
镁合金具有高的比强度和比刚度,良好的阻尼和减震性能等一系列优异的力学性能,因而在汽车及航空航天等领域具有广泛的应用前景。含长周期堆垛有序（Long-period Stacking Ordered,LPSO）结构的镁合金具有独特的微观结构及优良的力学性能。本文通过改变Mg100-4xGd3xNix（（at.%）x=0.4、0.7和1.0）)合金中Gd、Ni含量,系统研究了LPSO相析出量、加载速度、环境温度等条件对合金滞弹性及力学性能的影响规律。随着Gd、Ni元素的增加,铸态Mg-Gd-Ni合金中LPSO相的体积分数由12.8%增加到27.7%,同时合金的室温屈服强度由80MP增加到130MPa,并且合金呈现出明显的滞弹性行为,非弹性应变最大值增加了36%。铸态Mg97.2Gd2.1Ni0.7合金的滞弹性及力学性能表现出正的加载速度依赖性。加载速度从0.025mm/min增加到2.5mm/min,屈服强度由95MPa增加到103MPa,非弹性应变最大值增加了22.9%。加载温度从100℃增加到300℃,Mg100-4xGd3xNix（x=0.4、0.7和1.0）合金的屈服强度由（70MP...
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
镁合金的应用(a)飞行器，(b)高铁，(c)汽车，(d)医疗器械Fig1-1Applicationofmagnesiumalloy(a)aircraft,(b)high-speedrail,(c)automobiles,(d)medicalequipment
-3.弹性应变εa（图 1 中定义）作为拉伸（实线）和压缩（虚线）塑性应变εp 的函数：（aMg 中不同晶粒尺寸（b）晶粒在 60 和 91m 之间，不同的 Zn 含量[52] 1-3 The anelastic strain, a (defined in Fig. 1), as a function of the tensile (solid lines) and comprehed lines) plastic strain, p, for (a) large and small grain sizes in pure Mg and (b) different Zn contegrain sizes between 60 and 91m[52]Nagarajan 等人[56]在 Mg-Al 和 Mg-Zn 固溶体的滞弹性行为的研究中发现，合金行为与孪晶的数量有关。纯 Mg，在孪晶的面积分数约为 4%(塑性应变为 1.7×没有观察到非弹性应变，之后非弹性应变迅速增加，在 1%的塑性应变时趋于平稳循相同的模式，但孪晶的最小面积分数小得多，Mg-Zn 在孪晶面积分数约为 1%为 2.5×10-4) 没有观察到非弹性应变；Mg-Al 在孪晶面积分数约为 2％(塑性应变0-4)没有观察带非弹性应变，所有合金的非弹性应变均在 0.002 左右达到最大值。Muransky 等人[53]的研究中发现 AZ31 镁合金压缩过程中的滞弹性行为主要是由卸载过程中孪晶的回复。Zhu Suming 等人[57]在 Mg-Al 基合金的循环拉伸加载-卸发现，AZ91 在低应力水平下具有较小的非弹性应变，但与 AM40 和 AM60 相比出最大的非弹性应变。Al 含量较低时，棱柱平面易于启动，而在较高浓度下，
相同应力下位错可以滑移的距离增大，合金的滞弹性增大，如图1-4 所示。图 1-4 挤压和等通道角挤压(ECAP)变形后纯镁的滞弹性应变变化曲线[45]Fig 1-4 Anelastic strains(a)as a function of strain of as-extruded and as-ECAPed pure Mg in(a) smaller strain and (b) larger strain region[45]1.5 本课题研究意义及内容1.5.1 本课题的研究意义镁合金具有密排六方结构，合金的应用受到强度、延伸率和塑性等的限制。LPSO 相作为一种长周期堆垛有序结构，可以显著提高镁合金的力学性能。关于含 LPSO 相镁合金滞弹性研究较少，本次课题主要研究不同含量 Gd，Ni 对 Mg-Gd-Ni 合金滞弹性及力学性能的影响。1.5.2 本课题的研究内容(1) LPSO 相体积分数对铸态 Mg-Gd-Ni 合金室温力学性能及滞弹性行为的影响规律。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Mg-xSn-1.5Al-1Zn-1Si合金的高温变形特征[J]. 高爱华,王福荣,张建新. 轻金属. 2018(01)
[2]锆基非晶合金准静态循环加载过程滞弹性行为的反速率依赖性[J]. 韩振华,孙劲松,杨鑫,康新婷,张国君,张长军. 稀有金属材料与工程. 2017(09)
[3]镁合金中长周期有序堆垛结构的研究进展[J]. 马修军,尹健,戴斌煜. 热加工工艺. 2015(12)
[4]Mg-12Gd合金的时效析出行为[J]. 周丽萍,曾小勤,李德江,杨春明. 中国有色金属学报. 2015(06)
[5]热处理对砂型铸造Mg-10Gd-3Y-0.5Zr镁合金微观组织和力学性能的影响（英文）[J]. 曹樑,刘文才,李中权,吴国华,肖旅,王少华,丁文江. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014(03)
[6]稀土Ce和Y对AZ80镁合金组织和力学性能的影响[J]. 王军,朱秀荣,徐永东,王荣,聂景江,张立君. 中国有色金属学报. 2014(01)
[7]稀土对AM50力学性能及高温蠕变的影响[J]. 黄晓锋,王渠东,曾小勤,袁广银,朱燕萍,丁文江. 中国稀土学报. 2004(04)
博士论文
[1]纯镁和镁合金的阻尼及微塑变行为研究[D]. 范国栋.哈尔滨工业大学 2013
硕士论文
[1]长周期堆垛有序结构增强Mg-Gd-Ni合金的研究[D]. 汪丹丹.太原理工大学 2015
本文编号：2962374
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
镁合金的应用(a)飞行器，(b)高铁，(c)汽车，(d)医疗器械Fig1-1Applicationofmagnesiumalloy(a)aircraft,(b)high-speedrail,(c)automobiles,(d)medicalequipment
-3.弹性应变εa（图 1 中定义）作为拉伸（实线）和压缩（虚线）塑性应变εp 的函数：（aMg 中不同晶粒尺寸（b）晶粒在 60 和 91m 之间，不同的 Zn 含量[52] 1-3 The anelastic strain, a (defined in Fig. 1), as a function of the tensile (solid lines) and comprehed lines) plastic strain, p, for (a) large and small grain sizes in pure Mg and (b) different Zn contegrain sizes between 60 and 91m[52]Nagarajan 等人[56]在 Mg-Al 和 Mg-Zn 固溶体的滞弹性行为的研究中发现，合金行为与孪晶的数量有关。纯 Mg，在孪晶的面积分数约为 4%(塑性应变为 1.7×没有观察到非弹性应变，之后非弹性应变迅速增加，在 1%的塑性应变时趋于平稳循相同的模式，但孪晶的最小面积分数小得多，Mg-Zn 在孪晶面积分数约为 1%为 2.5×10-4) 没有观察到非弹性应变；Mg-Al 在孪晶面积分数约为 2％(塑性应变0-4)没有观察带非弹性应变，所有合金的非弹性应变均在 0.002 左右达到最大值。Muransky 等人[53]的研究中发现 AZ31 镁合金压缩过程中的滞弹性行为主要是由卸载过程中孪晶的回复。Zhu Suming 等人[57]在 Mg-Al 基合金的循环拉伸加载-卸发现，AZ91 在低应力水平下具有较小的非弹性应变，但与 AM40 和 AM60 相比出最大的非弹性应变。Al 含量较低时，棱柱平面易于启动，而在较高浓度下，
相同应力下位错可以滑移的距离增大，合金的滞弹性增大，如图1-4 所示。图 1-4 挤压和等通道角挤压(ECAP)变形后纯镁的滞弹性应变变化曲线[45]Fig 1-4 Anelastic strains(a)as a function of strain of as-extruded and as-ECAPed pure Mg in(a) smaller strain and (b) larger strain region[45]1.5 本课题研究意义及内容1.5.1 本课题的研究意义镁合金具有密排六方结构，合金的应用受到强度、延伸率和塑性等的限制。LPSO 相作为一种长周期堆垛有序结构，可以显著提高镁合金的力学性能。关于含 LPSO 相镁合金滞弹性研究较少，本次课题主要研究不同含量 Gd，Ni 对 Mg-Gd-Ni 合金滞弹性及力学性能的影响。1.5.2 本课题的研究内容(1) LPSO 相体积分数对铸态 Mg-Gd-Ni 合金室温力学性能及滞弹性行为的影响规律。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Mg-xSn-1.5Al-1Zn-1Si合金的高温变形特征[J]. 高爱华,王福荣,张建新. 轻金属. 2018(01)
[2]锆基非晶合金准静态循环加载过程滞弹性行为的反速率依赖性[J]. 韩振华,孙劲松,杨鑫,康新婷,张国君,张长军. 稀有金属材料与工程. 2017(09)
[3]镁合金中长周期有序堆垛结构的研究进展[J]. 马修军,尹健,戴斌煜. 热加工工艺. 2015(12)
[4]Mg-12Gd合金的时效析出行为[J]. 周丽萍,曾小勤,李德江,杨春明. 中国有色金属学报. 2015(06)
[5]热处理对砂型铸造Mg-10Gd-3Y-0.5Zr镁合金微观组织和力学性能的影响（英文）[J]. 曹樑,刘文才,李中权,吴国华,肖旅,王少华,丁文江. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014(03)
[6]稀土Ce和Y对AZ80镁合金组织和力学性能的影响[J]. 王军,朱秀荣,徐永东,王荣,聂景江,张立君. 中国有色金属学报. 2014(01)
[7]稀土对AM50力学性能及高温蠕变的影响[J]. 黄晓锋,王渠东,曾小勤,袁广银,朱燕萍,丁文江. 中国稀土学报. 2004(04)
博士论文
[1]纯镁和镁合金的阻尼及微塑变行为研究[D]. 范国栋.哈尔滨工业大学 2013
硕士论文
[1]长周期堆垛有序结构增强Mg-Gd-Ni合金的研究[D]. 汪丹丹.太原理工大学 2015
本文编号：2962374
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/2962374.html
