Mg-xGd-yY-0.3Zr合金退孪晶及退火强化现象的研究
发布时间：2021-09-02 20:14
Mg-xGd-yY-0.3Zr合金在室温和高温时均具有较高的强度以及抗腐蚀性,因而受到广泛关注。但是该系合金在室温时会表现出强烈的各向异性,且容易发生退孪晶现象,限制了其作为工程构件的应用范围。近年来的研究结果表明,退火处理可以提高变形Mg-Gd-Y合金的屈服强度,但影响退火强化现象的因素有待进一步研究。本文使用金相显微镜、电子背散射衍射仪（EBSD）、万能试验机等分析测试手段,研究了Mg-xGd-yY-0.3Zr合金退孪晶现象的发生条件、影响因素,以及孪晶类型、孪晶体积分数对该系合金退火强化现象的影响规律,为Mg-xGd-yY-0.3Zr系合金的工程应用提供理论参考。本文主要研究结论及成果如下:Mg-0.3Zr、Mg-2Gd-0.3Zr、Mg-2Gd-2Y-0.3Zr、Mg-10Gd-3Y-0.3Zr合金的最佳固溶处理工艺分别为:500℃×4h、500℃×4h、500℃×4h、510℃×6h。随着Gd、Y元素的加入,热轧态Mg-xGd-yY-0.3Zr合金的C轴从平行于ND方向向RD、TD方向偏移,呈现出多峰极图,Gd、Y元素含量越多,极图中Max值越低,弱化织构和消除各向异性的作用...
【文章来源】：西安工业大学陕西省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
镁的晶体结构
镁合金中最容易产生的变形孪晶为{1012}拉伸孪晶，以其为例，如图 1绍孪生的四要素。首先，{1012}孪晶面为切变与未切变部分的分界面，用变面；{1012}为共轭孪晶面，用 K2表示。其次，孪生方向（切变方向）为 η1表示；<1011>为共轭剪切方向，用 η2表示，以及切面 P（与 K1、K2K2、η1、η2，称为孪生四要素。对于{1012}拉伸孪晶，可能的孪晶面有 孪晶面的施密特值（SF 值）差异很大，SF 值决定了孪生发生概率，SF ，优先产生均匀切变。形成后，晶体会发生一定角度的转动，使得基体和孪晶之间产生一定的位向的孪晶，会有不同的位向关系，最常见的旋转轴是<1120>轴。以{1012}孪晶相对于基体绕<1120>轴旋转 86.3°，表示为 86.3°<1120>。对于{1孪晶和基体之间的位向关系为 64°<1120>。在持续的变形过程中，一次出现二次孪晶，例如{1011}-{1012}二次孪晶，以及{1013}-{1012}，基体系分别表示为 38°<1120>、22°<1120>。表 1.3 为镁合金中常见的孪晶21-22]。变形后的镁合金可使用 EBSD 技术，通过分析测定区域失配角，孪晶位向与基体的关系，从而确定孪晶类型。
D 方向压缩不同应变量（产生变形孪晶的加载路径），卸载，再沿 ND变曲线[35]。从中可知，在沿着 ND 方向压缩过程中，在应变量为 3%附度降低至 50MPa，远低于工件实际使用的最低门槛值。
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国镁工业的未来——察尔汗盐湖[J]. 王永昌. 广东化工. 2018(17)
[2]Effect of Twin Boundary–Dislocation–Solute Interaction on Detwinning in a Mg–3Al–1Zn Alloy[J]. Jing Xu,Bo Guan,Huihui Yu,Xuezhen Cao,Yunchang Xin,Qing Liu. Journal of Materials Science & Technology. 2016(12)
[3]稀土元素Gd、Ce对AZ31镁合金的硬化行为[J]. 李娜,韩利强. 山西冶金. 2016(05)
[4]退火处理对AZ31镁合金退孪晶的影响[J]. 张荣,雷亚萍,刘健康,要玉宏,陈建. 西安工业大学学报. 2016(04)
[5]Ti含量对Al-7%Mg合金铸造性能及力学性能的影响[J]. 史晓成,杨昭,杨续跃,李绍康,许德英. 粉末冶金材料科学与工程. 2015(04)
[6]Zr含量对Mg-5Gd-3Y-xZr合金晶粒尺寸及固溶行为的影响[J]. 王兆强,陈建,魏婷,严文. 西安工业大学学报. 2015(04)
[7]镁——21世纪的绿色工程材料[J]. 彭立明. 世界科学. 2012(06)
[8]镁合金形变强化研究进展[J]. 李俊辰,彭晓东,杨艳,赵辉. 轻金属. 2011(12)
[9]电解铝行业用电的影响因素分析[J]. 张维,周小兵,范玉宏. 电力需求侧管理. 2011(04)
[10]Mg-10Gd-4.8Y-0.6Zr合金在520℃下的固溶处理行为[J]. 李慧中,郭菲菲,刘楚明,刘洪挺,王海军,梁霄鹏,赵家彦. 粉末冶金材料科学与工程. 2011(03)
博士论文
[1]Mg10Gd3Y0.5Zr合金复合净化行为研究[D]. 王玮.上海交通大学 2010
[2]变形镁合金AZ31的织构演变与力学性能[D]. 常丽丽.大连理工大学 2009
[3]稀土变形镁合金组织性能及加工工艺研究[D]. 余琨.中南大学 2002
硕士论文
[1]变形速率对镁合金变形行为的影响及退孪生的研究[D]. 张荣.西安工业大学 2016
[2]固溶处理对AZ31-xGd合金显微组织和力学性能的影响[D]. 刘阳力.太原理工大学 2016
本文编号：3379660
【文章来源】：西安工业大学陕西省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
镁的晶体结构
镁合金中最容易产生的变形孪晶为{1012}拉伸孪晶，以其为例，如图 1绍孪生的四要素。首先，{1012}孪晶面为切变与未切变部分的分界面，用变面；{1012}为共轭孪晶面，用 K2表示。其次，孪生方向（切变方向）为 η1表示；<1011>为共轭剪切方向，用 η2表示，以及切面 P（与 K1、K2K2、η1、η2，称为孪生四要素。对于{1012}拉伸孪晶，可能的孪晶面有 孪晶面的施密特值（SF 值）差异很大，SF 值决定了孪生发生概率，SF ，优先产生均匀切变。形成后，晶体会发生一定角度的转动，使得基体和孪晶之间产生一定的位向的孪晶，会有不同的位向关系，最常见的旋转轴是<1120>轴。以{1012}孪晶相对于基体绕<1120>轴旋转 86.3°，表示为 86.3°<1120>。对于{1孪晶和基体之间的位向关系为 64°<1120>。在持续的变形过程中，一次出现二次孪晶，例如{1011}-{1012}二次孪晶，以及{1013}-{1012}，基体系分别表示为 38°<1120>、22°<1120>。表 1.3 为镁合金中常见的孪晶21-22]。变形后的镁合金可使用 EBSD 技术，通过分析测定区域失配角，孪晶位向与基体的关系，从而确定孪晶类型。
D 方向压缩不同应变量（产生变形孪晶的加载路径），卸载，再沿 ND变曲线[35]。从中可知，在沿着 ND 方向压缩过程中，在应变量为 3%附度降低至 50MPa，远低于工件实际使用的最低门槛值。
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国镁工业的未来——察尔汗盐湖[J]. 王永昌. 广东化工. 2018(17)
[2]Effect of Twin Boundary–Dislocation–Solute Interaction on Detwinning in a Mg–3Al–1Zn Alloy[J]. Jing Xu,Bo Guan,Huihui Yu,Xuezhen Cao,Yunchang Xin,Qing Liu. Journal of Materials Science & Technology. 2016(12)
[3]稀土元素Gd、Ce对AZ31镁合金的硬化行为[J]. 李娜,韩利强. 山西冶金. 2016(05)
[4]退火处理对AZ31镁合金退孪晶的影响[J]. 张荣,雷亚萍,刘健康,要玉宏,陈建. 西安工业大学学报. 2016(04)
[5]Ti含量对Al-7%Mg合金铸造性能及力学性能的影响[J]. 史晓成,杨昭,杨续跃,李绍康,许德英. 粉末冶金材料科学与工程. 2015(04)
[6]Zr含量对Mg-5Gd-3Y-xZr合金晶粒尺寸及固溶行为的影响[J]. 王兆强,陈建,魏婷,严文. 西安工业大学学报. 2015(04)
[7]镁——21世纪的绿色工程材料[J]. 彭立明. 世界科学. 2012(06)
[8]镁合金形变强化研究进展[J]. 李俊辰,彭晓东,杨艳,赵辉. 轻金属. 2011(12)
[9]电解铝行业用电的影响因素分析[J]. 张维,周小兵,范玉宏. 电力需求侧管理. 2011(04)
[10]Mg-10Gd-4.8Y-0.6Zr合金在520℃下的固溶处理行为[J]. 李慧中,郭菲菲,刘楚明,刘洪挺,王海军,梁霄鹏,赵家彦. 粉末冶金材料科学与工程. 2011(03)
博士论文
[1]Mg10Gd3Y0.5Zr合金复合净化行为研究[D]. 王玮.上海交通大学 2010
[2]变形镁合金AZ31的织构演变与力学性能[D]. 常丽丽.大连理工大学 2009
[3]稀土变形镁合金组织性能及加工工艺研究[D]. 余琨.中南大学 2002
硕士论文
[1]变形速率对镁合金变形行为的影响及退孪生的研究[D]. 张荣.西安工业大学 2016
[2]固溶处理对AZ31-xGd合金显微组织和力学性能的影响[D]. 刘阳力.太原理工大学 2016
本文编号：3379660
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