Mg-RE-Zn变形镁合金中LPSO结构演变规律及动态析出行为研究
发布时间：2023-02-07 20:29
含长周期堆垛有序(Long-period stacking ordered,LPSO)结构的MgRE(Rare Earth)-Zn变形镁合金表现出优异的室温和高温力学性能,已成为开发高强韧稀土镁合金的一个重要研究方向。扭折(Deformation kink)是LPSO结构塑性变形过程中的一种重要演变模式,可以同时提高镁合金的强度和韧性。此外,再结晶和纳米析出相的动态析出行为是该类合金提高综合力学性能的另外两种非常重要的强化机制。因此,很有必要对LPSO结构在塑性变形过程中的演变规律以及相关的动态析出行为进行系统的研究。本论文首先对Mg-Gd-Zn和Mg-Y-Zn两类稀土镁合金进行了Li合金化和固溶处理。研究结果显示Li的添加对α-Mg相、β-(Mg,Zn)3Gd共晶相、(Mg,Zn)24Y5共晶相、18R以及14H产生了严重的影响。主要表现在:Li能够有效细化α-Mg相的晶粒尺寸;Li可以促进β-(Mg,Zn)3Gd和(Mg,Zn)24Y5共晶相形成,而只有当Li的含量小于1 at.%时才有益于18R析出,当Li的含量大于1 at.%时会严重阻碍18R产生。固溶处理后,从Mg-Gd-Z...
【文章页数】：148 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 Mg-RE-Zn合金的概述
1.2.1 铸造Mg-RE合金
1.2.2 变形Mg-RE合金
1.2.3 铸造Mg-RE-Zn合金
1.2.4 变形Mg-RE-Zn合金
1.3 LPSO的概述
1.3.1 LPSO的模型
1.3.2 LPSO的类型
1.3.3 LPSO的形成及转变
1.3.4 LPSO的扭折变形
1.4 镁合金的变形理论基础
1.4.1 HCP晶体结构
1.4.2 HCP中的位错
1.4.3 HCP中的滑移系
1.4.4 镁合金中的动态再结晶行为
1.5 拟解决的科学问题、研究内容、研究目的及技术路线
1.5.1 拟解决的科学问题
1.5.2 研究内容
1.5.3 研究目的
1.5.4 技术路线
第2章 试验方法和分析手段
2.1 合金的制备
2.1.1 熔炼设备及原材料
2.1.2 合金熔炼
2.1.3 固溶处理
2.1.4 热挤压
2.2 微观组织分析
2.2.1 差热分析
2.2.2 X-射线衍射分析
2.2.3 光学电子显微组织分析
2.2.4 扫描电子显微组织分析
2.2.5 电子背散射衍射分析
2.2.6 透射电子显微组织分析
2.3 力学性能测试
2.3.1 力学性能测试设备
2.3.2 拉伸试验
2.3.3 压缩试验
第3章 Li对Mg96Gd3Zn1合金组织及力学性能的影响
3.1 引言
3.2 试验方法
3.2.1 成分设计
3.2.2 合金制备
3.3 试验结果
3.3.1 铸态合金组织表征
3.3.2 固溶态合金组织演变
3.3.3 挤压态合金组织演变
3.3.4 合金的力学性能
3.4 讨论
3.4.1 Li对 α-Mg相的影响
3.4.2 Li对 β-(Mg, Zn)3Gd共晶相的影响
3.4.3 α-Mg基体中层错和 14H的动态析出行为
3.4.4 β-(Mg, Zn)3Gd共晶相对动态再结晶行为的影响
3.4.5 14H对动态再结晶行为的影响
3.5 本章小结
第4章 Li对Mg94Y4Zn2合金组织及力学性能的影响
4.1 引言
4.2 试验方法
4.2.1 成分设计
4.2.2 合金制备
4.3 试验结果
4.3.1 铸态合金组织表征
4.3.2 固溶态合金组织演变
4.3.3 挤压态合金组织演变
4.3.4 合金的力学性能
4.4 讨论
4.4.1 Li对(Mg, Zn)24Y5共晶相和 18R的影响
4.4.2 Li对 14H的影响
4.5 本章小结
第5章 挤压过程中LPSO的演变及动态析出机制的研究
5.1 引言
5.2 试验方法
5.3 试验结果
5.3.1 挤压合金组织转变
5.3.2 EBSD分析结果
5.3.3 HAADF-STEM分析结果
5.4 讨论
5.4.1 18R /α-Mg界面处的不连续动态再结晶形核机制
5.4.2 14H扭折带边界处的连续动态再结晶形核机制
5.4.3 再结晶晶粒中LPSO的动态析出机制
5.5 本章小结
第6章 挤压比和挤压速度对LPSO、动态再结晶及合金力学性能的影响
6.1 引言
6.2 试验方法
6.3 试验结果
6.3.1 OM和SEM分析结果
6.3.2 EBSD分析结果
6.3.3 HAADF-STEM分析结果
6.3.4 合金的力学性能
6.4 讨论
6.4.1 LPSO的演变规律
6.4.2 动态再结晶的晶粒尺寸和面积分数
6.4.3 动态再结晶对合金力学性能的影响
6.4.4 LPSO和动态再结晶的复合强化机制
6.5 本章小结
第7章 论文结论及展望
7.1 论文结论
7.2 展望
参考文献
博士学位论文创新新说明
致谢
攻读博士学位期间发表论文
攻读博士学位期间参与和主持的项目
本文编号：3737376
【文章页数】：148 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 Mg-RE-Zn合金的概述
1.2.1 铸造Mg-RE合金
1.2.2 变形Mg-RE合金
1.2.3 铸造Mg-RE-Zn合金
1.2.4 变形Mg-RE-Zn合金
1.3 LPSO的概述
1.3.1 LPSO的模型
1.3.2 LPSO的类型
1.3.3 LPSO的形成及转变
1.3.4 LPSO的扭折变形
1.4 镁合金的变形理论基础
1.4.1 HCP晶体结构
1.4.2 HCP中的位错
1.4.3 HCP中的滑移系
1.4.4 镁合金中的动态再结晶行为
1.5 拟解决的科学问题、研究内容、研究目的及技术路线
1.5.1 拟解决的科学问题
1.5.2 研究内容
1.5.3 研究目的
1.5.4 技术路线
第2章 试验方法和分析手段
2.1 合金的制备
2.1.1 熔炼设备及原材料
2.1.2 合金熔炼
2.1.3 固溶处理
2.1.4 热挤压
2.2 微观组织分析
2.2.1 差热分析
2.2.2 X-射线衍射分析
2.2.3 光学电子显微组织分析
2.2.4 扫描电子显微组织分析
2.2.5 电子背散射衍射分析
2.2.6 透射电子显微组织分析
2.3 力学性能测试
2.3.1 力学性能测试设备
2.3.2 拉伸试验
2.3.3 压缩试验
第3章 Li对Mg96Gd3Zn1合金组织及力学性能的影响
3.1 引言
3.2 试验方法
3.2.1 成分设计
3.2.2 合金制备
3.3 试验结果
3.3.1 铸态合金组织表征
3.3.2 固溶态合金组织演变
3.3.3 挤压态合金组织演变
3.3.4 合金的力学性能
3.4 讨论
3.4.1 Li对 α-Mg相的影响
3.4.2 Li对 β-(Mg, Zn)3Gd共晶相的影响
3.4.3 α-Mg基体中层错和 14H的动态析出行为
3.4.4 β-(Mg, Zn)3Gd共晶相对动态再结晶行为的影响
3.4.5 14H对动态再结晶行为的影响
3.5 本章小结
第4章 Li对Mg94Y4Zn2合金组织及力学性能的影响
4.1 引言
4.2 试验方法
4.2.1 成分设计
4.2.2 合金制备
4.3 试验结果
4.3.1 铸态合金组织表征
4.3.2 固溶态合金组织演变
4.3.3 挤压态合金组织演变
4.3.4 合金的力学性能
4.4 讨论
4.4.1 Li对(Mg, Zn)24Y5共晶相和 18R的影响
4.4.2 Li对 14H的影响
4.5 本章小结
第5章 挤压过程中LPSO的演变及动态析出机制的研究
5.1 引言
5.2 试验方法
5.3 试验结果
5.3.1 挤压合金组织转变
5.3.2 EBSD分析结果
5.3.3 HAADF-STEM分析结果
5.4 讨论
5.4.1 18R /α-Mg界面处的不连续动态再结晶形核机制
5.4.2 14H扭折带边界处的连续动态再结晶形核机制
5.4.3 再结晶晶粒中LPSO的动态析出机制
5.5 本章小结
第6章 挤压比和挤压速度对LPSO、动态再结晶及合金力学性能的影响
6.1 引言
6.2 试验方法
6.3 试验结果
6.3.1 OM和SEM分析结果
6.3.2 EBSD分析结果
6.3.3 HAADF-STEM分析结果
6.3.4 合金的力学性能
6.4 讨论
6.4.1 LPSO的演变规律
6.4.2 动态再结晶的晶粒尺寸和面积分数
6.4.3 动态再结晶对合金力学性能的影响
6.4.4 LPSO和动态再结晶的复合强化机制
6.5 本章小结
第7章 论文结论及展望
7.1 论文结论
7.2 展望
参考文献
博士学位论文创新新说明
致谢
攻读博士学位期间发表论文
攻读博士学位期间参与和主持的项目
本文编号：3737376
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3737376.html
