Mg-Sn合金阻尼性能及阻尼机制的研究

发布时间：2017-09-26 13:05

  本文关键词：Mg-Sn合金阻尼性能及阻尼机制的研究

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【摘要】：纯镁有良好的阻尼性能,但是力学性能较差,一般不会直接使用。合金化能够提高其力学性能,却明显降低了阻尼性能,因此解决力学性能与阻尼性能的矛盾,研究开发综合性能良好的镁锡合金十分必要。本论文通过对Mg-(1、2、3、4、5、7、10)wt%Sn等七种不同成分的铸态镁锡二元合金阻尼性能的分析,探究了Mg-Sn合金的阻尼机制。优化得出二元Mg-Sn合金中阻尼性能最佳的成分为Mg-2Sn;进一步通过添加第三合金元素Co和Zr,分析其对Mg-Sn合金阻尼性能及力学性能的影响；对二元铸态合金进行了热挤压处理,以期得到力学性能优异的高阻尼Mg-Sn合金。通过分析得出：(1) Mg-Sn合金阻尼机理为位错阻尼和相界阻尼的共同作用,相界阻尼来自于合金中层片状共晶组织(Mg2Sn与a-Mg)相界面摩擦阻尼。高应变振幅下,Mg-(1-5 wt%)Sn的Q-1因子变化规律为：T4FT6,位错机制占主导地位；Mg-(7-10 wt%)的阻尼因子Q。变化规律为：FT4T6,相界面摩擦阻尼占主导地位。(2) Mg-2Sn合金中加入Co后晶粒得到了细化,而且形成了新的二次相Mg2Co,合金中Co含量增加,其中的析出相(Mg2Sn+Mg2Co)增多,共晶组织(α-Mg+Mg2Sn)分布连续性下降。当Co的添加量达到1wt%时,Mg-2Sn-1Co合金组织中的析出相无论是大小形态还是分布都比较均匀,且Mg-2Sn-1Co合金阻尼性能最好,应为位错阻尼相界阻尼的共同作用的结果；Zr的加入提高了Mg-2Sn合金的阻尼性能,因为Zr是以细小的Zr质点析出于晶粒内部,Zr质点与位错的交互作用导致合金的阻尼性能有所提高。(3) Mg-xSn挤压过后为细小均匀的等轴晶,晶内弥散分布有Mg2Sn相,且随着x的增大,晶粒尺寸变小,在α-Mg基体中的Mg2Sn相的体积和数量增大,挤压会使合金的晶粒破碎,故挤压态Mg-Sn合金晶粒细小；Mg-Sn合金阻尼机制不仅只有位错型阻尼机制,还有晶界阻尼的影响,尤其是挤压态Mg-xSn(x=4、5、7、10wt.%合金在较低的应变振幅下,相界阻尼发挥明显,挤压态Mg-Sn合金的阻尼性能较之铸态Mg-Sn合金较低,但在晶界阻尼影响较大时,挤压态Mg-Sn合金的阻尼高于铸态合金,本文中挤压过后的Mg-Sn合金的阻尼都达到了0.04,即都属于高阻尼合金；挤压使晶粒破碎,发生动态再结晶,晶粒细化,故挤压态Mg-Sn合金的强度高于铸态合金,Sn加入纯镁中有细化晶粒和固溶强化的作用,同时,形成的硬质Mg2Sn相也可使基体的强度增大,Mg-xSn合金,x越大,其强度越高。
【关键词】：Mg-Sn合金 热处理 Mg-Sn-Co合金 Mg-Sn-Zr合金 热挤压 阻尼性能
【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】：TG146.22
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-12
• 第1章 绪论12-30
• 1.1 引言12-13
• 1.2 镁及镁合金概述13-15
• 1.2.1 镁13-14
• 1.2.2 镁合金14-15
• 1.3 阻尼合金材料15-19
• 1.3.1 材料的阻尼15-16
• 1.3.2 阻尼测量方法16-17
• 1.3.3 阻尼材料分类17-19
• 1.4 阻尼镁合金19-27
• 1.4.1 位错阻尼机制20-21
• 1.4.2 晶界阻尼机制21-22
• 1.4.3 镁合金阻尼性能的影响因素22-27
• 1.5 Mg-Sn二元合金27-30
• 1.5.1 显微组织28
• 1.5.2 机械性能28
• 1.5.3 应用28-30
• 第2章 试验材料及研究方法30-37
• 2.1 实验用镁合金30-34
• 2.1.1 实验材料的制备30-32
• 2.1.2 实验材料的热处理32-33
• 2.1.3 实验材料的热挤压33-34
• 2.2 测试分析方法34-37
• 2.2.1 金相组织观察34
• 2.2.2 硬度测试34-35
• 2.2.3 阻尼测试35
• 2.2.4 拉伸性能测试35-37
• 第3章 铸态及热处理态Mg-Sn二元合金的阻尼性能及阻尼机制37-43
• 3.1 铸态Mg-Sn合金阻尼性能37-39
• 3.2 F、T4、T6态Mg-Sn合金阻尼性能39-40
• 3.3 不同状态下Mg-Sn合金组织40-41
• 3.4 本章小结41-43
• 第4章 Co、Zr对Mg-2Sn的阻尼性能的影响43-56
• 4.1 Mg-Sn-Co三元合金成分设计43
• 4.2 Mg-Sn-Co三元合金金相显微组织分析43-47
• 4.2.1 Mg-2Sn金相组织43-44
• 4.2.2 Mg-2Sn-Co金相组织44-47
• 4.2.5 Mg-2Sn-1Zr合金的金相显微组织分析47
• 4.3 Mg-Sn三元合金的室温拉伸性能47-50
• 4.3.1 Mg-2Sn合金的室温拉伸性能47-49
• 4.3.2 Mg-2Sn-1Zr合金的室温拉伸性能49-50
• 4.4 Mg-2Sn合金的显微硬度50
• 4.5 Mg-2Sn-Co合金的阻尼性能50-52
• 4.6 Mg-2Sn-1Zr合金的阻尼性能52-54
• 4.7 本章小结54-56
• 第5章 热挤压对Mg-Sn二元合金阻尼性能的影响56-69
• 5.1. 挤压态Mg-Sn二元合金金相组织分析56-59
• 5.2 阻尼性能结果分析59-65
• 5.3 力学性能结果分析65-66
• 5.4 硬度测试结果分析66-67
• 5.5 本章小结67-69
• 结论69-71
• 致谢71-72
• 参考文献72-76
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果76

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本文编号：923654