多组元轻质合金的设计及力学性能研究
发布时间：2023-05-21 22:00
多组元合金突破传统合金的合金化限制,开创了材料设计新思路,从而获得了传统材料无法比拟的优异性能,如高强度、高硬度、高耐磨性、良好耐腐蚀性能、抗高温氧化、抗高温软化等。在轻质、高强度方面,现阶段所报道的多组元轻质合金具有超高比强度,在航空航天领域将有巨大应用潜力。然而,关于多组元轻质合金的研究仍相对较少,且现阶段开发的多组元轻质合金塑性变形能力有限。因此,开发新的多组元轻质合金体系具有重要的基础研究及工程应用价值。本文根据多组元合金设计思路,以轻质元素Al、Li、Mg、Ca、Si、Y为基础设计了五种超轻系列的多组元合金,在此基础上引入Sr、Zn和Cu元素,设计了轻质系列的另外五种多组元合金。针对这两个系列合金的相组成与微观组织进行深入系统地分析,并探讨了合金相组成、相体积分数与微观组织结构对合金强度、塑性等力学性能的影响。多组元超轻系合金[Al-Li-Mg-Ca-Si(Y)]具有较低密度(1.461.7 g?cm-3)和较高比强度(205327 kPa?m3?kg-1)以及相对低...
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 多组元合金的概述
1.2.1 多组元合金的概念
1.2.2 多组元合金的特点
1.2.3 多组元合金的组织结构
1.3 多组元合金成分设计方法
1.3.1 多组元合金相组成的影响因素
1.3.2 多组元合金相形成判据
1.4 多组元轻质合金的研究现状
1.5 本研究的意义与主要研究内容
第二章 实验技术路线与方法
2.1 多组元轻质合金样品制备
2.2 多组元轻质合金样品的分析测试方法
2.2.1 合金结构及相组成分析方法
2.2.2 组织形貌观察
2.2.3 压缩测试
2.2.4 纳米压痕测试
第三章 Ca/Si/Y对 Al-Li-Mg系多组元超轻合金微观组织和力学性能的影响
3.1 引言
3.2 成分的理论计算与设计
3.2.1 合金组成元素的选择
3.2.2 合金成分设计
3.3 Al-Li-Mg-Ca-Si(Y)系超轻合金物相组成
3.3.1 合金X射线衍射定性分析
3.3.2 合金X射线衍射的定量分析
3.4 Al-Li-Mg-Ca-Si(Y)系超轻合金的微观组织
3.4.1 合金Al19.9Li30Mg35Si10Ca5Y0.1 的微观组织分析
3.4.2 合金Al15Li35Mg35Ca10Si5 微观组织分析
3.4.3 合金Al15Li35Mg48Ca1Si1 的微观组织分析
3.4.4 合金Al15Li38Mg45Ca0.5Si1.5 的微观组织分析
3.4.5 合金Al15Li39Mg45Ca0.5Si0.5 的微观组织分析
3.5 Al-Li-Mg-Ca-Si(Y)系超轻合金的力学性能
3.5.1 压缩性能
3.5.2 合金的静力韧度
3.5.3 合金的纳米压痕行为
3.6 合金组织与性能关系的讨论
3.6.1 合金的相组成、相体积分数与强度、塑性的关系
3.6.2 合金的相组成、相体积分数与合金弹性模量的关系
3.7 本章小结
第四章 Sr/Zn/Cu对 Al-Li-Mg系多组元轻质合金微观组织及力学性能的影响
4.1 前言
4.2 合金设计
4.2.1 合金组成元素的选择
4.2.2 合金的相组成预测
4.3 合金的力学性能表征
4.3.1 合金的压缩性能
4.3.2 合金的静力韧度
4.4 合金的物相组成
4.4.1 合金Al21Li21Mg37Ca21 相组成分析
4.4.2 合金Al15Li35Mg40Si5Zn5 相组成分析
4.4.3 合金Al15Li35Mg40Si5Cu5 相组成分析
4.4.4 合金Al5Li35Mg50Y5Zn5 与合金Al23Li18Mg15Ca26Sr18 相组成分析
4.5 合金的微观组织分析
4.5.1 合金Al21Li21Mg37Ca21 的微观组织分析
4.5.2 合金Al15Li35Mg40Si5Cu5 微观组织分析
4.5.3 合金Al15Li35Mg40Si5Cu5 微观组织分析
4.6 合金力学性能的讨论
4.7 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
作者在攻读硕士学位期间公开发表的论文
作者在攻读硕士学位期间所作的项目
致谢
本文编号：3821503
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 多组元合金的概述
1.2.1 多组元合金的概念
1.2.2 多组元合金的特点
1.2.3 多组元合金的组织结构
1.3 多组元合金成分设计方法
1.3.1 多组元合金相组成的影响因素
1.3.2 多组元合金相形成判据
1.4 多组元轻质合金的研究现状
1.5 本研究的意义与主要研究内容
第二章 实验技术路线与方法
2.1 多组元轻质合金样品制备
2.2 多组元轻质合金样品的分析测试方法
2.2.1 合金结构及相组成分析方法
2.2.2 组织形貌观察
2.2.3 压缩测试
2.2.4 纳米压痕测试
第三章 Ca/Si/Y对 Al-Li-Mg系多组元超轻合金微观组织和力学性能的影响
3.1 引言
3.2 成分的理论计算与设计
3.2.1 合金组成元素的选择
3.2.2 合金成分设计
3.3 Al-Li-Mg-Ca-Si(Y)系超轻合金物相组成
3.3.1 合金X射线衍射定性分析
3.3.2 合金X射线衍射的定量分析
3.4 Al-Li-Mg-Ca-Si(Y)系超轻合金的微观组织
3.4.1 合金Al19.9Li30Mg35Si10Ca5Y0.1 的微观组织分析
3.4.2 合金Al15Li35Mg35Ca10Si5 微观组织分析
3.4.3 合金Al15Li35Mg48Ca1Si1 的微观组织分析
3.4.4 合金Al15Li38Mg45Ca0.5Si1.5 的微观组织分析
3.4.5 合金Al15Li39Mg45Ca0.5Si0.5 的微观组织分析
3.5 Al-Li-Mg-Ca-Si(Y)系超轻合金的力学性能
3.5.1 压缩性能
3.5.2 合金的静力韧度
3.5.3 合金的纳米压痕行为
3.6 合金组织与性能关系的讨论
3.6.1 合金的相组成、相体积分数与强度、塑性的关系
3.6.2 合金的相组成、相体积分数与合金弹性模量的关系
3.7 本章小结
第四章 Sr/Zn/Cu对 Al-Li-Mg系多组元轻质合金微观组织及力学性能的影响
4.1 前言
4.2 合金设计
4.2.1 合金组成元素的选择
4.2.2 合金的相组成预测
4.3 合金的力学性能表征
4.3.1 合金的压缩性能
4.3.2 合金的静力韧度
4.4 合金的物相组成
4.4.1 合金Al21Li21Mg37Ca21 相组成分析
4.4.2 合金Al15Li35Mg40Si5Zn5 相组成分析
4.4.3 合金Al15Li35Mg40Si5Cu5 相组成分析
4.4.4 合金Al5Li35Mg50Y5Zn5 与合金Al23Li18Mg15Ca26Sr18 相组成分析
4.5 合金的微观组织分析
4.5.1 合金Al21Li21Mg37Ca21 的微观组织分析
4.5.2 合金Al15Li35Mg40Si5Cu5 微观组织分析
4.5.3 合金Al15Li35Mg40Si5Cu5 微观组织分析
4.6 合金力学性能的讨论
4.7 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
作者在攻读硕士学位期间公开发表的论文
作者在攻读硕士学位期间所作的项目
致谢
本文编号：3821503
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