Cd对含长周期相Mg-Zn-Y-Mn合金显微组织和力学性能的影响
发布时间：2021-10-16 03:52
镁合金具有密度低、易于加工成型、易于回收、比强度和比刚度高等优点在汽车、航天航空和电子领域具有广阔的应用前景,但是由于其绝对强度低和塑性差等关键问题一直制约着其实际工程应用。近年来,含长周期堆垛有序结构（LPSO）的Mg-Zn-Y系镁合金得到人们的关注,此类合金具有良好的耐热性、高的抗拉强度和塑性。但是,大量LPSO相的获得需要高的Y/Zn原子比即需要添加大量的稀土Y,这必将引起成本上升,所以在较低Y/Zn比的基础上试图添加低成本元素获得高性能镁合金是本文拟解决的关键问题之一。本文以Mg94Zn2.5Y2.5Mn1合金为基础制备含不同Cd的合金并对其显微组织和力学性能进行研究。首先,采用常规铸造制备出Mg-Zn-Y-Mn-（Cd）合金并探讨元素Cd在合金体系中的作用。分析电磁搅拌工艺、固溶处理及挤压处理对含Cd镁合金组织和性能的影响。通过正挤压工艺获得高性能镁合金,探讨温度对挤压微观组织、动态再结晶及性能的影响。本文首次阐述了合金的凝固过程及第二相生长模式转变规律,并探讨了动态再结晶机理和强化机理。...
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
8R-LPSO和14H-LPSO原子模型图
太原理工大学硕士学位论文有利于强化镁合金从而提高抗断裂能力。同时，LPSO相的扭折会引起晶粒细化，LPSO 相本身的扭折以及它在镁合金中的嵌入对塑性贡献较大。Li[57]等分别对含LPSO 相和不含 LPSO 相合金进行对比研究，发现非 LPSO 相镁合金在变形过程中以基面<a>滑移为主，而含 LPSO 相镁合金的变形机制主要包含<c+a>滑移和孪晶。LPSO 相强化以及它对变形机制的影响使含长周期镁合金获得优异性能。
图 1.3 (a)773K 下计算的 Mg-Y-Zn 合金的三元相图[78]，(b)Mg-Y-Zn 合金伪二元相图[79]Fig.1.3 (a) The calculated phase diagram of the isothermal section at 773 K[78], (b)Experimental Mg-Y-Zn pseudo-binary phase diagram[79]1.6 Cd 对镁合金的作用Cd 为银白色金属，熔点 320.9℃，沸点 765℃。Cd 作为合金化元素已经得到了广泛应用，如商用含 Cd 铝合金具有较高的抗拉强度和耐磨性，Cd 的添加可以加快铝合金的时效硬化速率，提高合金强度和硬度[80]。在镁合金的应用中，关Cd 的报道不是很多。Cd 具有六方结构，晶格参数和镁的晶格参数非常接近，在镁中可以无限固溶。Zhou 等[81]对合金化元素在镁中的扩散系数进行了第一性原理计算，如图1.4，结果表明Cd在Mg中的扩散系数和溶剂镁的扩散系数很接近。
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型稀土镁合金的研究进展[J]. 邢清源,孟令刚,杨守杰,周永江,张兴国. 铸造. 2018(04)
[2]电磁搅拌对镁合金铸锭宏观偏析的影响[J]. 张成,徐世伟,唐伟能,谢玉. 上海金属. 2017(05)
[3]连铸结晶器电磁搅拌技术的新发展[J]. 肖红,易兵,龙萌,毛斌. 连铸. 2017(04)
[4]Mg-0.5Zn-0.4Zr-5Gd生物镁合金组织及耐蚀性[J]. 刘亚,文九巴,单玉郎,雷少帆,姚怀,贺俊光. 材料热处理学报. 2017(02)
[5]稀土镁合金强韧性设计与开发[J]. 曾小勤,史枭颖. 航空材料学报. 2017(01)
[6]18R单相Mg-Y-Zn合金经773K退火过程中14H LPSO相的析出行为（英文）[J]. 刘欢,严凯,晏井利,薛烽,孙甲鹏,江静华,马爱斌. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2017(01)
[7]百家争鸣,共论“21世纪绿色工程材料”——镁合金的发展未来——镁合金材料工程前沿技术论坛侧记[J]. 彭立明. 中国材料进展. 2015(10)
[8]镁合金腐蚀行为及机理研究进展[J]. 张新,张奎. 腐蚀科学与防护技术. 2015(01)
[9]挤压速度对NZ30K镁合金组织与力学性能的影响[J]. 赵秀明,章晓波,方信贤,王章忠,薛亚军. 材料热处理学报. 2013(11)
[10]触变成型镁合金的固溶时效热处理研究现状[J]. 任峻,马颖,陶钦贵. 铸造技术. 2013(09)
博士论文
[1]稀土镁合金的热力学及固溶特性的理论模拟[D]. 吴玉蓉.湖南大学 2007
硕士论文
[1]长周期堆垛有序结构增强Mg-Zn-Y-Mn-（B）合金的研究[D]. 杨凯.太原理工大学 2017
[2]长周期有序堆垛结构增强Mg-Zn-Y-Mn合金的研究[D]. 王杰.太原理工大学 2016
[3]复合添加Ti、Zr对含长周期堆垛有序结构相Mg-Y-Zn合金显微组织和力学性能的影响[D]. 武首中.太原理工大学 2016
[4]长周期堆垛有序结构增强Mg-Y-Zn-Mn合金的研究[D]. 李仃.太原理工大学 2014
[5]长周期堆垛有序结构增强高强度Mg-Y-Zn合金的研究[D]. 陈长玖.太原理工大学 2012
[6]热处理对AZ31镁合金轧制板材组织和性能的影响[D]. 王自启.太原理工大学 2011
[7]电负性与超硬材料设计[D]. 王兴涛.大连理工大学 2009
[8]镁合金压铸废料分料及收集、囤积、运输的安全管理研究[D]. 易有福.重庆大学 2009
本文编号：3439093
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
8R-LPSO和14H-LPSO原子模型图
太原理工大学硕士学位论文有利于强化镁合金从而提高抗断裂能力。同时，LPSO相的扭折会引起晶粒细化，LPSO 相本身的扭折以及它在镁合金中的嵌入对塑性贡献较大。Li[57]等分别对含LPSO 相和不含 LPSO 相合金进行对比研究，发现非 LPSO 相镁合金在变形过程中以基面<a>滑移为主，而含 LPSO 相镁合金的变形机制主要包含<c+a>滑移和孪晶。LPSO 相强化以及它对变形机制的影响使含长周期镁合金获得优异性能。
图 1.3 (a)773K 下计算的 Mg-Y-Zn 合金的三元相图[78]，(b)Mg-Y-Zn 合金伪二元相图[79]Fig.1.3 (a) The calculated phase diagram of the isothermal section at 773 K[78], (b)Experimental Mg-Y-Zn pseudo-binary phase diagram[79]1.6 Cd 对镁合金的作用Cd 为银白色金属，熔点 320.9℃，沸点 765℃。Cd 作为合金化元素已经得到了广泛应用，如商用含 Cd 铝合金具有较高的抗拉强度和耐磨性，Cd 的添加可以加快铝合金的时效硬化速率，提高合金强度和硬度[80]。在镁合金的应用中，关Cd 的报道不是很多。Cd 具有六方结构，晶格参数和镁的晶格参数非常接近，在镁中可以无限固溶。Zhou 等[81]对合金化元素在镁中的扩散系数进行了第一性原理计算，如图1.4，结果表明Cd在Mg中的扩散系数和溶剂镁的扩散系数很接近。
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型稀土镁合金的研究进展[J]. 邢清源,孟令刚,杨守杰,周永江,张兴国. 铸造. 2018(04)
[2]电磁搅拌对镁合金铸锭宏观偏析的影响[J]. 张成,徐世伟,唐伟能,谢玉. 上海金属. 2017(05)
[3]连铸结晶器电磁搅拌技术的新发展[J]. 肖红,易兵,龙萌,毛斌. 连铸. 2017(04)
[4]Mg-0.5Zn-0.4Zr-5Gd生物镁合金组织及耐蚀性[J]. 刘亚,文九巴,单玉郎,雷少帆,姚怀,贺俊光. 材料热处理学报. 2017(02)
[5]稀土镁合金强韧性设计与开发[J]. 曾小勤,史枭颖. 航空材料学报. 2017(01)
[6]18R单相Mg-Y-Zn合金经773K退火过程中14H LPSO相的析出行为（英文）[J]. 刘欢,严凯,晏井利,薛烽,孙甲鹏,江静华,马爱斌. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2017(01)
[7]百家争鸣,共论“21世纪绿色工程材料”——镁合金的发展未来——镁合金材料工程前沿技术论坛侧记[J]. 彭立明. 中国材料进展. 2015(10)
[8]镁合金腐蚀行为及机理研究进展[J]. 张新,张奎. 腐蚀科学与防护技术. 2015(01)
[9]挤压速度对NZ30K镁合金组织与力学性能的影响[J]. 赵秀明,章晓波,方信贤,王章忠,薛亚军. 材料热处理学报. 2013(11)
[10]触变成型镁合金的固溶时效热处理研究现状[J]. 任峻,马颖,陶钦贵. 铸造技术. 2013(09)
博士论文
[1]稀土镁合金的热力学及固溶特性的理论模拟[D]. 吴玉蓉.湖南大学 2007
硕士论文
[1]长周期堆垛有序结构增强Mg-Zn-Y-Mn-（B）合金的研究[D]. 杨凯.太原理工大学 2017
[2]长周期有序堆垛结构增强Mg-Zn-Y-Mn合金的研究[D]. 王杰.太原理工大学 2016
[3]复合添加Ti、Zr对含长周期堆垛有序结构相Mg-Y-Zn合金显微组织和力学性能的影响[D]. 武首中.太原理工大学 2016
[4]长周期堆垛有序结构增强Mg-Y-Zn-Mn合金的研究[D]. 李仃.太原理工大学 2014
[5]长周期堆垛有序结构增强高强度Mg-Y-Zn合金的研究[D]. 陈长玖.太原理工大学 2012
[6]热处理对AZ31镁合金轧制板材组织和性能的影响[D]. 王自启.太原理工大学 2011
[7]电负性与超硬材料设计[D]. 王兴涛.大连理工大学 2009
[8]镁合金压铸废料分料及收集、囤积、运输的安全管理研究[D]. 易有福.重庆大学 2009
本文编号：3439093
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