Mg-Zn-Y合金中纳米共准晶的半固态形成及生长机制

发布时间：2017-07-18 08:11

  本文关键词：Mg-Zn-Y合金中纳米共准晶的半固态形成及生长机制

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【摘要】：准晶增强Mg-Zn-Y合金拥有比较高的强度的同时,保持了较好的延伸率。为了开发更高强度的准晶增强Mg-Zn-Y合金,调整准晶I-phase在a-Mg基体上的分布状态是一个可行的方案。本文的研究目的为细化(I-phase+α-Mg)共准晶的层片间距,确定获得纳米(I-phase+α-Mg)共准晶的临界条件,并研究纳米(I-phase+α-Mg)共准晶的形态,界面和热稳定性。本文细化共准晶的技术方案为,采用半固态处理重新熔化(I-phase+α-Mg)共准晶,快速冷却获得纳米(I-phase+α-Mg)共准晶。具体为：1)研究准晶增强Mg-Zn-Y合金在半固态等温处理中组织的演变规律；2)研究不同冷却速率对(I-phase+α-Mg)共准晶组织的影响,获得纳米(I-phase+α-Mg)共准晶形成的临界条件；3)研究纳米(I-phase+α-Mg)共准晶中I-phase的形态,I-phase与a-Mg的界面,位向关系；4)纳米(I-phase+α-Mg)共准晶的热稳定性。研究表明,铸态Mg-6xZn-xY(x=0.5,1)合金组织在半固态等温处理过程中,固相α-Mg内部的小液池发生Ostwald熟化和合并粗化,固相α-Mg球化过程非常缓慢。挤压Mg-6xZn-xY(x=0.5,1)合金的半固态等温处理过程中,固相a-Mg晶粒粗化,即Ostwald熟化过程和合并粗化共同进行,粗化速率则随着时间的延长逐渐降低；液相率越高,固相a-Mg粗化的程度越低,球化过程越快。冷却速率v越大,凝固后形成的(I-phase+α-Mg)共准晶层片间距λ越小,二者满足关系式：λ=12.0771/v-0.0185。纳米(I-phase+α-Mg)共准晶产生的临界条件介于60℃水和40℃水冷却之间。纳米(I-phase+α-Mg)共准晶中的准晶相的生长形态为多面体棒状,其晶格结构为简单二十面体,且产生了一定程度的晶格畸变；准晶相I-phase和α-Mg具有如下位向关系：(120120)||(1010)α-Mg和(111211)||(0111)α-Mg。准晶相I-phase与α-Mg的界面为半共格界面,错配度δ≈0.06,并且(111211)||(0111)α-Mg ||相界面。层片细小的(I-phase+α-Mg)共准晶在350℃下的热稳定性好,层片间距随保温时间的延长不发生粗化,因此准晶相可在后续的热塑性成形过程中避免粗化,达到碎化成细小颗粒的目的。
【关键词】：共准晶 半固态 Mg-Zn-Y合金 冷却速率 层片间距
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG292
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-18
• 1.1 选题背景与意义11-12
• 1.2 准晶增强Mg-Zn-Y合金的研究进展12-16
• 1.2.1 Mg-Zn-Y系中的准晶相12-13
• 1.2.2 准晶I-phase对Mg-Zn-Y合金的增强作用13-16
• 1.3 等温过程中的半固态组织16-17
• 1.4 研究内容17-18
• 1.4.1 研究内容17
• 1.4.2 创新性17-18
• 第2章 实验材料与实验方法18-21
• 2.1 实验材料18
• 2.2 合金的半固态处理工艺18-19
• 2.3 合金组织分析19-20
• 2.3.1 金相组织观察19
• 2.3.2 合金组织的物相分析19
• 2.3.3 半固态微观组织分析19-20
• 2.4 合金的热分析20-21
• 第3章 半固态组织的演变21-32
• 3.1 引言21
• 3.2 实验结果与分析21-31
• 3.2.1 Mg-6xZn-xY(x=0.5,1)合金的微观组织分析21-23
• 3.2.2 等温条件下Mg-6xZn-xY(x=0.5,1)合金的半固态组织23-27
• 3.2.3 Mg-6xZn-xY(x=0.5,1)合金的半固态组织的演变机制27-31
• 3.3 本章小结31-32
• 第4章 冷却速率对半固态组织的影响32-40
• 4.1 前言32
• 4.2 实验结果与分析32-39
• 4.2.1 冷却速率的测量与采集32-34
• 4.2.2 冷却速率对半固态组织的影响34-36
• 4.2.3 冷却速率对(Ⅰ-phase+α-Mg)共准晶的影响36-38
• 4.2.4 纳米(Ⅰ-phase+α-Mg)共准晶形成的临界条件38-39
• 4.3 本章小结39-40
• 第5章 半固态组织中的纳米(Ⅰ-phase+α-Mg)共准晶40-48
• 5.1 前言40
• 5.2 纳米(Ⅰ-phase+α-Mg)共准晶的TEM观察40-45
• 5.2.1 纳米(Ⅰ-phase+α-Mg)共准晶组织中准晶Ⅰ-phase的形态40-44
• 5.2.2 α-Mg与Ⅰ-phase的界面44-45
• 5.3 纳米(Ⅰ-phase+α-Mg)共准晶的热稳定性45-46
• 5.4 本章小结46-48
• 结论48-50
• 致谢50-51
• 参考文献51-54
• 攻读学位期间发表的论文54

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本文编号：556748