Y含量及预拉伸对Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金显微组织及力学性能的影响
发布时间：2021-08-09 02:53
作为目前强韧化效果最好的镁合金,Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金的成分设计和工艺优化具有重大的研究意义。本课题针对目前研究中存在的一些问题,从以下两个方面展开研究。首先,以Mg-13Gd-x Y-1.5Zn-0.5Zr（x=0、2、4、6wt.%）合金为研究对象分析了Y元素含量变化对于Mg-13Gd-x Y-1.5Zn-0.5Zr合金镁合金组织及性能的影响规律;其次,对Mg-7Gd-2Y-1Zn-0.5Zr合金进行了室温预拉伸变形,研究了预拉伸量对于合金时效行为及力学性能的影响,并通过EVPSC模拟讨论了合金的变形行为和强化机制。对于Mg-13Gd-x Y-1.5Zn-0.5Zr合金,随着Y元素的添加,铸态合金中第二相的数量逐渐增多,并使得合金中的初生相从Mg5Gd相向Mg24Y5相转变,由于第二相数量及种类的变化,合金屈服强度及加工硬化率均随着Y元素含量的增加而上升,但加工硬化指数和硬化能力有所下降。除6Y合金外,其余成分的合金在510℃保温12h之后晶界处鱼骨状的Mg5Gd相以及脆性Mg24Y5相均基本消失,含Y合金中出现了部分块状LPSO相,一级均匀化处理下难以消除。挤压之后的Mg...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
工业生产中挤压棒材的翘曲现象多晶体塑性变形模拟可以从材料塑性变形的微观机制(滑移、孪生)出发，预测
的广泛关注。Abe等人[16]则通过HAADF-STEM对Mg-Y-Zn合金中的6H型LPSO相进行了研究，发现LPSO结构不仅在结构上是有序的，在化学成分上同样是有序的，并且认为合金中的层错面缺陷是LPSO结构的前身，Zn元素和RE元素在缺陷处的有序排列最终造成了LPSO结构的有序性。根据Mg-RE-Zn系合金中LPSO结构的微观形貌、化学成分以及周期性结构的不同，可以将LPSO结构分为不同的种类。按照周期性结构的不同，可以将LPSO结构分为6H、18R、14H、10H以及24R。其中，在Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金中最为常见的是18R型LPSO和14H型LPSO，如图1-2所示。图1-2Mg-8Y-2Zn-0.6Zr合金中的14H型LPSO和18R型LPSO[17](a)14H型LPSO；(b)14H型LPSO和18R型LPSOZhu等人[17]利用HAADF-STEM对Mg-Y-Zn合金中的18R型LPSO和14H型LPSO进行了系统的研究，发现18R型LPSO具有底心单斜晶格，成分为Mg10Zn1Y1，每个18R型LPSO单胞有3个ABCA-构建块组成，并按照相同的剪切方向排列，Zn原子和Y原子则在密排面上有序分布；而与之不同的是，14H型LPSO为有序
??⑾蚓Ы绺浇?贫???成块状LPSO相的形貌。Li等人[22]的研究结果则表明LPSO相的形貌与均匀化处理的温度也有一定的关系。两种形貌的LPSO均会对合金的动态再结晶产生一定的影响。Zhou等人[21]认为，晶界处块状的LPSO相可以通过颗粒促进形核的机制促进动态再结晶晶粒的形核，因此可以促进动态再结晶；而晶粒内部的层片状LPSO相则通过阻碍亚晶界迁移从而抑制动态再结晶的发生。根据Wang等人[20]TEM的观察结果，晶界处块状LPSO在挤压时可能会破碎成许多细小的长方体相，并分布在再结晶晶粒周围，可能会阻碍再结晶晶粒的长大，图1-3为挤压态合金中不同形貌的LPSO相以及块状LPSO相的TEM照片。图1-3挤压态Mg-10.5Gd-5Y-1.2Zn-0.5Zr合金中的LPSO相;(a)不同形貌LPSO相的SEM照片；(b)块状LPSO相的TEM照片[20]
【参考文献】：
期刊论文
[1]位错阵列对Mg-Gd-Y-Zr合金析出行为的影响[J]. 油超,刘楚明,万迎春,唐蓓,王必正,高永浩,蒋树农,张高龙,韩修柱. 热加工工艺. 2020(12)
[2]超高强韧Mg-Gd-Y-Zn-Zr变形镁合金研究进展[J]. 郑明毅,徐超,乔晓光,孙婉婷,池元清. 中国材料进展. 2020(01)
[3]先进镁合金材料及其在航空航天领域中的应用[J]. 丁文江,付彭怀,彭立明,蒋海燕,王迎新,吴国华,董杰,郭兴伍. 航天器环境工程. 2011(02)
博士论文
[1]基于原位同步辐射和塑性变形模拟的Mg-Gd-Y（-Zn）-Zr合金变形行为[D]. 池元清.哈尔滨工业大学 2019
[2]基于多晶塑性模型的多晶体材料大变形行为研究[D]. 郭晓倩.中国矿业大学 2015
硕士论文
[1]新型超高强Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金的成分设计及热处理工艺优化[D]. 郭鹏.哈尔滨工业大学 2018
[2]预拉伸及时效处理对Mg-5Zn合金组织性能的影响[D]. 胡欢欢.重庆大学 2015
[3]高强Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金锻造变形和组织性能研究[D]. 潘吉鹏.哈尔滨工业大学 2013
本文编号：3331216
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
工业生产中挤压棒材的翘曲现象多晶体塑性变形模拟可以从材料塑性变形的微观机制(滑移、孪生)出发，预测
的广泛关注。Abe等人[16]则通过HAADF-STEM对Mg-Y-Zn合金中的6H型LPSO相进行了研究，发现LPSO结构不仅在结构上是有序的，在化学成分上同样是有序的，并且认为合金中的层错面缺陷是LPSO结构的前身，Zn元素和RE元素在缺陷处的有序排列最终造成了LPSO结构的有序性。根据Mg-RE-Zn系合金中LPSO结构的微观形貌、化学成分以及周期性结构的不同，可以将LPSO结构分为不同的种类。按照周期性结构的不同，可以将LPSO结构分为6H、18R、14H、10H以及24R。其中，在Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金中最为常见的是18R型LPSO和14H型LPSO，如图1-2所示。图1-2Mg-8Y-2Zn-0.6Zr合金中的14H型LPSO和18R型LPSO[17](a)14H型LPSO；(b)14H型LPSO和18R型LPSOZhu等人[17]利用HAADF-STEM对Mg-Y-Zn合金中的18R型LPSO和14H型LPSO进行了系统的研究，发现18R型LPSO具有底心单斜晶格，成分为Mg10Zn1Y1，每个18R型LPSO单胞有3个ABCA-构建块组成，并按照相同的剪切方向排列，Zn原子和Y原子则在密排面上有序分布；而与之不同的是，14H型LPSO为有序
??⑾蚓Ы绺浇?贫???成块状LPSO相的形貌。Li等人[22]的研究结果则表明LPSO相的形貌与均匀化处理的温度也有一定的关系。两种形貌的LPSO均会对合金的动态再结晶产生一定的影响。Zhou等人[21]认为，晶界处块状的LPSO相可以通过颗粒促进形核的机制促进动态再结晶晶粒的形核，因此可以促进动态再结晶；而晶粒内部的层片状LPSO相则通过阻碍亚晶界迁移从而抑制动态再结晶的发生。根据Wang等人[20]TEM的观察结果，晶界处块状LPSO在挤压时可能会破碎成许多细小的长方体相，并分布在再结晶晶粒周围，可能会阻碍再结晶晶粒的长大，图1-3为挤压态合金中不同形貌的LPSO相以及块状LPSO相的TEM照片。图1-3挤压态Mg-10.5Gd-5Y-1.2Zn-0.5Zr合金中的LPSO相;(a)不同形貌LPSO相的SEM照片；(b)块状LPSO相的TEM照片[20]
【参考文献】：
期刊论文
[1]位错阵列对Mg-Gd-Y-Zr合金析出行为的影响[J]. 油超,刘楚明,万迎春,唐蓓,王必正,高永浩,蒋树农,张高龙,韩修柱. 热加工工艺. 2020(12)
[2]超高强韧Mg-Gd-Y-Zn-Zr变形镁合金研究进展[J]. 郑明毅,徐超,乔晓光,孙婉婷,池元清. 中国材料进展. 2020(01)
[3]先进镁合金材料及其在航空航天领域中的应用[J]. 丁文江,付彭怀,彭立明,蒋海燕,王迎新,吴国华,董杰,郭兴伍. 航天器环境工程. 2011(02)
博士论文
[1]基于原位同步辐射和塑性变形模拟的Mg-Gd-Y（-Zn）-Zr合金变形行为[D]. 池元清.哈尔滨工业大学 2019
[2]基于多晶塑性模型的多晶体材料大变形行为研究[D]. 郭晓倩.中国矿业大学 2015
硕士论文
[1]新型超高强Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金的成分设计及热处理工艺优化[D]. 郭鹏.哈尔滨工业大学 2018
[2]预拉伸及时效处理对Mg-5Zn合金组织性能的影响[D]. 胡欢欢.重庆大学 2015
[3]高强Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金锻造变形和组织性能研究[D]. 潘吉鹏.哈尔滨工业大学 2013
本文编号：3331216
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