Mg-Sm（-Ce、Y）-Zn-Zr合金的微观组织与力学性能
发布时间：2021-09-19 03:03
本论文首先研究了稀土Sm元素含量对铸态和挤压态Mg-Sm-Zn-Zr合金微观组织、第二相晶体结构和力学性能的作用,以及不同热处理条件下铸态Mg-Sm-Zn-Zr合金的微观组织演变。以优选的挤压Mg-3.5Sm-0.6Zn-0.5Zr合金为例,分析其强化机制,探究相同温度下挤压比对其微观组织和拉伸性能的影响。然后,我们探究了不同添加量的第二稀土合金化元素Ce对合金微观组织和拉伸性能的影响及相应的强化机理。最后,利用轻、重稀土的协同作用,开发出了新型低稀土高强变形Mg-3.5Sm-2.0Y-1.5Ce-2.0Zn-0.5Zr合金。结果表明:稀土Sm的添加量会影响Mg-Sm-Zn-Zr合金中主要第二相的晶体结构和化学组成,当稀土Sm的添加量小于5.0 wt%时,合金中主要第二相为面心立方结构Mg3Sm（a=0.7371 nm）相,而当稀土Sm的添加量大于5.0 wt%时,合金中主要金属间化合物为体心四方结构Mg41Sm5（a=1.476 nm,c=1.039 nm）相。在对Mg-3.5Sm-0.6Zn-0.5Zr合金进行350 ℃热处理过程中,Mg3Sm相会转变为Mg41Sm5相,Mg41S...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：142 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２压铸镁合金在汽车上的应用［１３］??３??
影响位错滑移的因素主要有变形温度、晶粒尺寸、织构和合金元素等，室温??下基面滑移容易启动，非基面滑移通常发生在应力集中处，所以室温下镁合金塑??性差［２Ｋ２３］。另外，从图１．３可以看出，随着变形温度的升高，基面ＣＲＳＳ变化不??大，而非基面ＣＲＳＳ显著下降，如在３００°Ｃ时，锥面＜ｃ＋ａ＞滑移的ＣＲＳＳ不到ｌＯＭＰａ。??在高温下变形，镁合金通常展示了良好的塑性［２４］。在细晶镁合金中位错滑移行??程变短，非基面滑移被激活，与立方结构金属相比，镁合金塑性各向异性比较大；??晶粒越小，塑性各向异性越大，大的塑性各向异性能够激活非基面滑移［２５＿２７］。变??形镁合金在制备过程通常会形成强的基面织构，织构对位错滑移类型具有显著的??影响，主要表现为当沿着不同取向变形时，各个滑移系的施密特因子（Ｓｃｈｍｉｄ??Ｆａｃｔｏｒ，简称ＳＦ）具有较大的差别，因此抑制或促进滑移。当ＳＦ接近０时，基??面滑移很难启动。所以
根据其产生次数分为一次孪生和二次孪生（双孪生），根据产生孪生的应力，分??为拉伸孪生（产生拉伸孪晶）和压缩孪生（产生压缩孪晶）。表１．５列出了镁合??金中的主要孪生系，图１．４给出了拉伸孪晶和压缩孪晶的示意图。??表１．５镁合金中主要的孪生系［｜７’１９’３＜）’３４］??孪生类型?孪生面?孪生方向?孪生轴?取向差??拉伸孪生?｛１０－１２｝?＜１０－１１＞?＜１１－２０＞?８６°??压缩孪生?｛１０－１１｝?＜１０－１２＞?＜１１－２０＞?５６。??｛１０－１３｝?＜３０－３－２＞?＜１１－２０＞?６４°??二次孪生?｛１０－１１｝－｛１０－１２｝?＜１０－１２＞－＜１０－１１＞?＜１１－２０＞?３８。??｛１０－１３｝－｛１０－１２｝?＜３０－３－２＞－＜１０－１１＞?＜１１－２０＞?２２°??压缩孪生需要更高的应力才能发生，与压缩孪生相比，拉伸孪生更容易发生。??拉伸孪晶通常比较短、且粗、呈透镜状或竹叶状，随着应变，拉伸孪晶长大速度??快，所以对织构的影响较显著［３５］。镁合金在室温塑性变形时由于滑移系较少，??虽然非基面＜ｃ＋ａ＞滑移能够协调ｃ轴变形，但是其ＣＲＳＳ比较大，很难启动，因??此拉伸孪生在塑性变形过程中具有重要的作用。孪生也能够减少裂纹形核，阻碍??裂纹扩展因此可以提高镁合金軔性［５３］。??（ａ）?書１一?（ｂ）??［丫－??Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ?＾?Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ?Ｉ?，／Ｖ＾??－？?４－?＼Ｔ：Ｓｆ?ｃ??＿?＾ａ?＿??Ｔｅｎｓｉｏｎ??（Ｃ）?喜
本文编号：3400879
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：142 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２压铸镁合金在汽车上的应用［１３］??３??
影响位错滑移的因素主要有变形温度、晶粒尺寸、织构和合金元素等，室温??下基面滑移容易启动，非基面滑移通常发生在应力集中处，所以室温下镁合金塑??性差［２Ｋ２３］。另外，从图１．３可以看出，随着变形温度的升高，基面ＣＲＳＳ变化不??大，而非基面ＣＲＳＳ显著下降，如在３００°Ｃ时，锥面＜ｃ＋ａ＞滑移的ＣＲＳＳ不到ｌＯＭＰａ。??在高温下变形，镁合金通常展示了良好的塑性［２４］。在细晶镁合金中位错滑移行??程变短，非基面滑移被激活，与立方结构金属相比，镁合金塑性各向异性比较大；??晶粒越小，塑性各向异性越大，大的塑性各向异性能够激活非基面滑移［２５＿２７］。变??形镁合金在制备过程通常会形成强的基面织构，织构对位错滑移类型具有显著的??影响，主要表现为当沿着不同取向变形时，各个滑移系的施密特因子（Ｓｃｈｍｉｄ??Ｆａｃｔｏｒ，简称ＳＦ）具有较大的差别，因此抑制或促进滑移。当ＳＦ接近０时，基??面滑移很难启动。所以
根据其产生次数分为一次孪生和二次孪生（双孪生），根据产生孪生的应力，分??为拉伸孪生（产生拉伸孪晶）和压缩孪生（产生压缩孪晶）。表１．５列出了镁合??金中的主要孪生系，图１．４给出了拉伸孪晶和压缩孪晶的示意图。??表１．５镁合金中主要的孪生系［｜７’１９’３＜）’３４］??孪生类型?孪生面?孪生方向?孪生轴?取向差??拉伸孪生?｛１０－１２｝?＜１０－１１＞?＜１１－２０＞?８６°??压缩孪生?｛１０－１１｝?＜１０－１２＞?＜１１－２０＞?５６。??｛１０－１３｝?＜３０－３－２＞?＜１１－２０＞?６４°??二次孪生?｛１０－１１｝－｛１０－１２｝?＜１０－１２＞－＜１０－１１＞?＜１１－２０＞?３８。??｛１０－１３｝－｛１０－１２｝?＜３０－３－２＞－＜１０－１１＞?＜１１－２０＞?２２°??压缩孪生需要更高的应力才能发生，与压缩孪生相比，拉伸孪生更容易发生。??拉伸孪晶通常比较短、且粗、呈透镜状或竹叶状，随着应变，拉伸孪晶长大速度??快，所以对织构的影响较显著［３５］。镁合金在室温塑性变形时由于滑移系较少，??虽然非基面＜ｃ＋ａ＞滑移能够协调ｃ轴变形，但是其ＣＲＳＳ比较大，很难启动，因??此拉伸孪生在塑性变形过程中具有重要的作用。孪生也能够减少裂纹形核，阻碍??裂纹扩展因此可以提高镁合金軔性［５３］。??（ａ）?書１一?（ｂ）??［丫－??Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ?＾?Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ?Ｉ?，／Ｖ＾??－？?４－?＼Ｔ：Ｓｆ?ｃ??＿?＾ａ?＿??Ｔｅｎｓｉｏｎ??（Ｃ）?喜
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