Mg-Zn-Y-Nd合金凝固行为及热裂敏感性研究

发布时间：2021-02-07 17:26

　　镁合金因为具有低密度、高比强度和刚度、减震性好、可回收利用等优点,使其在汽车、航空航天等工程方面的应用越来越广泛。然而由于镁合金铸件具有薄壁、结构复杂化等特点,其热裂行为已成为镁合金商用的瓶颈之一,因此研究镁合金热裂敏感性及热裂形成机理对于提高镁合金在实际应用中的范围具有重要意义。本文基于Clyne-Davies理论模型,分别对不同配比的Zn（1.5%,2.5%,3.5%,4.5%）对Mg-xZn-0.5Y-0.5Zr合金、稀土元素总量不变,配比变化的Mg-4.5Zn-x Y-yNd（x+y=6,x=0,1,3,6 wt.%）合金和仅改变Nd元素含量的Mg-4.5Zn-1Y-xNd-0.5Zr（x=0,1,2,3wt.%）系合金的热裂敏感性进行预测;采用双热电偶测试方法对3组成分合金的凝固过程特征参数进行采集,如枝晶搭接温度、初晶形核特征温度、不同凝固时间时的固相分数等;采用“T”型热裂模具测试系统,对合金的凝固收缩应力随温度（或时间）的变化曲线进行采集;采用X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）分别对3组成分合金的显微组织和断口区域形貌进行观察。并结合低熔点析出相的TEM图像... 

【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 镁及镁合金
        1.1.1 纯镁的基本性质
        1.1.2 镁合金的性质
        1.1.3 镁合金的分类
        1.1.4 镁合金的应用
    1.2 镁合金的热裂缺陷概述
    1.3 合金热裂机理
        1.3.1 液膜理论
        1.3.2 强度理论
        1.3.3 晶间搭桥理论
        1.3.4 凝固收缩补偿理论
    1.4 影响合金热裂性能的因素
    1.5 热裂倾向性的评定方法
        1.5.1 热裂环法
        1.5.2 临界尺寸法
        1.5.3 热裂约束棒法
        1.5.4 临界载荷法
    1.6 本课题的研究意义
    1.7 国内外研究动态
        1.7.1 国外研究动态
        1.7.2 国内研究动态
    1.8 课题存在的问题及研究内容
第2章 实验设备及实验方法
    2.1 实验成分
    2.2 实验设备及方案
        2.2.1 实验设备
        2.2.2 实验方案
    2.3 断口裂纹体积的测定
    2.4 显微结构分析
    2.5 数值模拟及参数设定
第3章 Mg-xZn-0.5Y-0.5Zr系合金热裂敏感性的研究
    3.1 差热分析对合金HTS的预测和表征
        3.1.1 Clyne-Davies理论模型预测
        3.1.2 Mg-xZn-0.5Y-0.5Zr合金热裂敏感性预测
        3.1.3 脆弱区间温度对Mg-xZn-0.5Y-0.5Zr系合金热裂敏感性的表征
    3.2 温度-收缩应力曲线对热裂纹萌生和扩展的表征
    3.3 组织与析出相对热裂敏感性的表征
    3.4 温度梯度对析出相的表征
    3.5 断口形貌对Mg-xZn-0.5Y-0.5Zr系合金热裂敏感性的表征
    3.6 宏观裂纹体积对Mg-xZn-0.5Y-0.5Zr系合金热裂敏感性的表征
第4章 Mg-4.5Zn-xY-y Nd系合金热裂敏感性的研究
    4.1 基于Clyne-Davies模型预测Mg-4.5Zn-xY-y Nd系合金的热裂敏感性
        4.1.1 Clyne-Davies理论模型预测
        4.1.2 双电偶对Mg-4.5Zn-6Y合金热裂的表征
    4.2 温度-应力曲线对合金热裂敏感性的表征
    4.3 微观组织对合金热裂敏感性的表征
    4.4 断口形貌对合金热裂敏感性的表征
    4.5 凝固特征曲线对合金热裂敏感性的表征
    4.6 数值模拟对热裂敏感性的表征
第5章 Mg-4.5Zn-1Y-xNd-0.5Zr合金热裂敏感性的研究
    5.1 温度-应力曲线的表征
    5.2 低熔点析出相对合金热裂敏感性的表征
        5.2.1 凝固行为曲线
        5.2.2 Mg-4.5Zn-1Y-xNd-0.5Zr合金HTS预测
        5.2.3 低熔点析出相的显微分析
        5.2.4 断口形貌和低熔点相的补偿对合金热裂敏感性的表征
    5.3 EBSD与织构分析
    5.4 CSC与低熔点相分数、晶粒尺寸及轴比的对应关系
    5.5 数值模拟
    5.6 Mg-4.5Zn-1Y-xNd-0.5Zr合金宏观裂纹
第6章 结论
参考文献
在学研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]亚共晶Al-Si合金热裂形成过程的研究[D]. 许荣福.山东大学 2014
[2]稀土镁合金中的长周期堆垛有序结构相及其对组织与性能的影响[D]. 李扬欣.上海交通大学 2014
[3]Mg-Zn-（Al）系合金热裂敏感性及其微观机理研究[D]. 周乐.沈阳工业大学 2011

硕士论文
[1]Mg-Zn-Y合金热裂行为测试研究[D]. 张斯博.沈阳工业大学 2014
[2]Mg-Zn-Y合金的组织与力学性能研究[D]. 郑水云.西安理工大学 2006



本文编号：3022564