Gd添加与挤压变形对Mg-Al-Si-Gd合金显微组织和力学性能的影响
发布时间：2021-03-07 06:08
本文制备了Mg-4Al-1Si-xGd（x=0,1和2）合金,研究不同Gd含量对Mg-4Al-1Si-xGd（x=0,1和2）合金显微组织及力学性能的影响,同时进一步探索稀土元素Gd对Mg2Si相的细化作用和机理。对固溶处理过的合金进行热挤压变形,研究Mg-4Al-1Si-xGd（x=0,1和2）合金在热挤压过程中的组织和力学性能的变化与Gd含量的内在联系。选取挤压后组织较为均匀且塑性最高的合金进行两道次的等通道转角挤压。探索Mg-Al-Si-Gd合金在组合变形过程中的微观组织演变规律和力学性能增强机理。揭示组合变形工艺对析出相的影响规律,阐明其对合金材料的力学性能变化的影响,揭示析出相和碎化的Mg2Si相对变形镁合金的强化机制。研究结果表明,在Mg-4Al-1Si合金中引入稀土元素Gd后,可以在部分Mg2Si相上生成新的颗粒状Si3Gd5相,使其由大尺寸鱼骨状变为短小杆状,含量较少的Mg17Al12相以孤岛状存在,并均匀地分布在基体...
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
纯镁的密排六方晶体结构及主要的晶向与晶面分布
具有高强度和高韧性的综合力学性能的镁合金研发进展缓慢。尽管我国是镁储量大国，却远远不是强国。我国在原镁等初级镁产品的生产方界领先地位，但是大量的未加工的镁原材料被出口，极少被用于国内工业发，我国对镁合金的研究进展缓慢，对镁合金的应用较为狭窄。所以急需大力支的研究工作，研发各种性能优异的镁合金，进一步提高我国在世界镁合金行业，完成镁资源大国到没资源强国的转变。镁合金优缺点明显也说明其具有光明的科研及应用前景。 镁合金的应用质决定用途。镁合金鲜明的优点为镁合金的广泛应用提供了可行性，而其缺又警示我们必须不断深入科研，解决材料固有的结构缺点，才能进一步扩展镁用领域。随着镁资源的开采，镁合金提炼与材料加工技术的不断发展，使得镁件加工应用成本的不断降低。近年来，镁合金材料在车辆工程、3C 电子产品
移是金属及合金的主要变形机制。晶体总是沿着原子排列的密排面也就是滑移，滑移方向是原子密排方向。不同的晶格类型决定了可开动的滑移系数量体滑移的难易程度不同。如图 1-1 所示，镁及镁合金的晶体结构为密排六方结列的密排面是(0001)，原子的密排方向是<1120>。因此，室温时镁合金的滑面(0001)<1120>滑移，仅可以提供两个独立滑移系。而独立滑移系的数量是性的重要指标，所以密排六方结构的镁合金室温塑性极低。当合金温度提面滑移和<a>锥面滑移也随之启动，合金塑性得到提高，此时变形机制主要是和锥面上的交滑移。当温度进一步升高时，<c+a>锥面滑移也被启动，合金提高，所以镁合金的塑性变形经常在 250℃以上进行[62]。另外，各晶面的密c 和 a 的比值影响，因此，当镁合金中加入造成晶格畸变的元素时，c/a 的值可降，导致柱面滑移被激活，提高了合金较低温度下的塑性。图 1-3 镁合金中的滑移系Fig 1-3 Slip system in magnesium alloys
【参考文献】：
期刊论文
[1]Ca含量对Mg-3Al-xCa-0.3Mn镁合金组织和性能的影响[J]. 胡文义,乐启炽. 铸造. 2018(09)
[2]ECAP变形对Mg2Si增强耐热镁合金组织及性能的影响[J]. 韩富银,张俊,张毅,杨宝成,马盈. 材料科学与工艺. 2017(06)
[3]A Review on Casting Magnesium Alloys:Modification of Commercial Alloys and Development of New Alloys[J]. Fusheng Pan,Mingbo Yang,Xianhua Chen. Journal of Materials Science & Technology. 2016(12)
[4]Modification and refinement effects of Sb and Sr on Mg17Al12 and Mg2Si phases in Mg-12Al-0.7Si alloy[J]. Zhi-wen Wang,Hong-xia Wang,Jia-lin Gong,Ming Li,Wei-li Cheng,Wei Liang. China Foundry. 2016(05)
[5]稀土元素对AZ31镁合金组织和力学性能的影响[J]. 沈枫,董强. 铸造技术. 2016(08)
[6]强制对流搅拌流变压铸AZ91D镁合金的组织与性能[J]. 祁明凡,康永林,周冰,朱国明,张欢欢. 金属学报. 2015(06)
[7]Mg-Al-Mn系镁合金的研究现状与展望[J]. 陈阳,吴震,王金辉. 材料导报. 2015(S1)
[8]Mg-4Al-1RE-xCa耐热镁合金的组织和性能[J]. 徐道芬. 特种铸造及有色合金. 2015(04)
[9]Mg-Al-Si（AS）系耐热镁合金的研究进展[J]. 李闯. 陕西理工学院学报(自然科学版). 2014(05)
[10]固溶处理对Sr变质镁合金中共晶Mg2Si的影响[J]. 任磊,郭学锋,崔红保. 铸造. 2014(07)
博士论文
[1]流变挤压铸造AZ91-Ca合金微观组织和力学行为研究[D]. 张扬.上海交通大学 2015
[2]初始取向及变形条件对AZ31镁合金压缩塑性行为影响的研究[D]. 汪炳叔.重庆大学 2012
[3]往复挤压镁合金的组织结构与力学性能研究[D]. 陈勇军.上海交通大学 2007
[4]挤压变形Mg-Al和Mg-Zn系镁合金的力学行为[D]. 李锋.大连理工大学 2006
硕士论文
[1]ECAP挤压对Sr、Sb变质处理Mg12Al-0.7Si合金组织与性能的影响[D]. 龚家林.太原理工大学 2012
[2]Ca及Ca、Nd对镁铝基合金显微组织和力学性能的影响[D]. 周杨.太原理工大学 2011
[3]ECAP变形及二次挤压对Mg-Zn-Ca-Mn合金组织与性能的影响[D]. 宋鹏.哈尔滨工业大学 2010
[4]Ca、Sr对AS21合金组织及性能的影响[D]. 王岩.郑州大学 2010
本文编号：3068535
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
纯镁的密排六方晶体结构及主要的晶向与晶面分布
具有高强度和高韧性的综合力学性能的镁合金研发进展缓慢。尽管我国是镁储量大国，却远远不是强国。我国在原镁等初级镁产品的生产方界领先地位，但是大量的未加工的镁原材料被出口，极少被用于国内工业发，我国对镁合金的研究进展缓慢，对镁合金的应用较为狭窄。所以急需大力支的研究工作，研发各种性能优异的镁合金，进一步提高我国在世界镁合金行业，完成镁资源大国到没资源强国的转变。镁合金优缺点明显也说明其具有光明的科研及应用前景。 镁合金的应用质决定用途。镁合金鲜明的优点为镁合金的广泛应用提供了可行性，而其缺又警示我们必须不断深入科研，解决材料固有的结构缺点，才能进一步扩展镁用领域。随着镁资源的开采，镁合金提炼与材料加工技术的不断发展，使得镁件加工应用成本的不断降低。近年来，镁合金材料在车辆工程、3C 电子产品
移是金属及合金的主要变形机制。晶体总是沿着原子排列的密排面也就是滑移，滑移方向是原子密排方向。不同的晶格类型决定了可开动的滑移系数量体滑移的难易程度不同。如图 1-1 所示，镁及镁合金的晶体结构为密排六方结列的密排面是(0001)，原子的密排方向是<1120>。因此，室温时镁合金的滑面(0001)<1120>滑移，仅可以提供两个独立滑移系。而独立滑移系的数量是性的重要指标，所以密排六方结构的镁合金室温塑性极低。当合金温度提面滑移和<a>锥面滑移也随之启动，合金塑性得到提高，此时变形机制主要是和锥面上的交滑移。当温度进一步升高时，<c+a>锥面滑移也被启动，合金提高，所以镁合金的塑性变形经常在 250℃以上进行[62]。另外，各晶面的密c 和 a 的比值影响，因此，当镁合金中加入造成晶格畸变的元素时，c/a 的值可降，导致柱面滑移被激活，提高了合金较低温度下的塑性。图 1-3 镁合金中的滑移系Fig 1-3 Slip system in magnesium alloys
【参考文献】：
期刊论文
[1]Ca含量对Mg-3Al-xCa-0.3Mn镁合金组织和性能的影响[J]. 胡文义,乐启炽. 铸造. 2018(09)
[2]ECAP变形对Mg2Si增强耐热镁合金组织及性能的影响[J]. 韩富银,张俊,张毅,杨宝成,马盈. 材料科学与工艺. 2017(06)
[3]A Review on Casting Magnesium Alloys:Modification of Commercial Alloys and Development of New Alloys[J]. Fusheng Pan,Mingbo Yang,Xianhua Chen. Journal of Materials Science & Technology. 2016(12)
[4]Modification and refinement effects of Sb and Sr on Mg17Al12 and Mg2Si phases in Mg-12Al-0.7Si alloy[J]. Zhi-wen Wang,Hong-xia Wang,Jia-lin Gong,Ming Li,Wei-li Cheng,Wei Liang. China Foundry. 2016(05)
[5]稀土元素对AZ31镁合金组织和力学性能的影响[J]. 沈枫,董强. 铸造技术. 2016(08)
[6]强制对流搅拌流变压铸AZ91D镁合金的组织与性能[J]. 祁明凡,康永林,周冰,朱国明,张欢欢. 金属学报. 2015(06)
[7]Mg-Al-Mn系镁合金的研究现状与展望[J]. 陈阳,吴震,王金辉. 材料导报. 2015(S1)
[8]Mg-4Al-1RE-xCa耐热镁合金的组织和性能[J]. 徐道芬. 特种铸造及有色合金. 2015(04)
[9]Mg-Al-Si（AS）系耐热镁合金的研究进展[J]. 李闯. 陕西理工学院学报(自然科学版). 2014(05)
[10]固溶处理对Sr变质镁合金中共晶Mg2Si的影响[J]. 任磊,郭学锋,崔红保. 铸造. 2014(07)
博士论文
[1]流变挤压铸造AZ91-Ca合金微观组织和力学行为研究[D]. 张扬.上海交通大学 2015
[2]初始取向及变形条件对AZ31镁合金压缩塑性行为影响的研究[D]. 汪炳叔.重庆大学 2012
[3]往复挤压镁合金的组织结构与力学性能研究[D]. 陈勇军.上海交通大学 2007
[4]挤压变形Mg-Al和Mg-Zn系镁合金的力学行为[D]. 李锋.大连理工大学 2006
硕士论文
[1]ECAP挤压对Sr、Sb变质处理Mg12Al-0.7Si合金组织与性能的影响[D]. 龚家林.太原理工大学 2012
[2]Ca及Ca、Nd对镁铝基合金显微组织和力学性能的影响[D]. 周杨.太原理工大学 2011
[3]ECAP变形及二次挤压对Mg-Zn-Ca-Mn合金组织与性能的影响[D]. 宋鹏.哈尔滨工业大学 2010
[4]Ca、Sr对AS21合金组织及性能的影响[D]. 王岩.郑州大学 2010
本文编号：3068535
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