铸造Mg-RE合金的微观组织和力学性能研究

发布时间：2017-10-05 12:12

  本文关键词：铸造Mg-RE合金的微观组织和力学性能研究

  更多相关文章： 砂型铸造 离心铸造 ZM6合金 Mg-Gd-Y合金 显微组织 力学性能

【摘要】：本文选取了几种典型的铸造Mg-RE合金为研究对象,采用砂型铸造工艺,系统研究了铸造工艺、合金元素的种类和含量对微观组织、时效硬化行为、室温及高温力学性能的影响。获得的主要研究结果如下:选择Mg-5Gd-4Y-0.5Zr(mass%)镁合金,制备标准单铸拉力棒,研究Zn或者Nd元素对其微观组织和力学性能的影响。Zn或者Nd元素可以明显改变铸态Mg-5Gd-4Y-Zr合金的晶粒尺寸和第二相的种类、形貌、数量,进而提升其室温拉伸力学性能。对Mg-5Gd-4Y-0.5Zr、Mg-5Gd-4Y-0.5Zn-0.5Zr和Mg-5Gd-4Y-0.8Nd-0.5Zr三种合金的固溶处理工艺进行优化,发现Mg-5Gd-4Y-0.8Nd-0.5Zr合金在二级固溶处理条件时会发生铸件表皮附近晶粒异常长大的现象,该现象可以通过改为单级固溶消除;三种合金优化后的热处理工艺为500℃×6h、500℃×6h、500℃×2h。此外,Zn或者Nd元素还可以显著提升Mg-5Gd-4Y-Zr合金的时效硬化响应能力以及合金峰值时效态的室温和高温强度,其中Mg-5Gd-4Y-0.8Nd-Zr合金的室温和250℃下的抗拉强度、屈服强度、伸长率分别可以达到303MPa、215MPa、1.2%和283MPa、200MPa、7.2%。选取Mg-5Gd-4Y-0.5Zr、Mg-6Gd-3Y-0.5Zr和Mg-7Gd-4Y-0.5Zr三种中等稀土含量镁合金,制备标准单铸拉力棒,研究稀土元素对其微观组织和力学性能的影响。三种合金的第二相组成均为岛状不连续分布的Mg24(Gd,Y)5相和白亮的方块相Mg5(Gd,Y)。稀土元素Gd、Y含量变化,Mg-6Gd-3Y-0.5Zr和Mg-7Gd-4Y-0.5Zr合金的第二相含量增加、晶粒尺寸减小。三种合金中Mg-7Gd-4Y-0.5Zr合金第二相最多,晶粒尺寸最小。500℃×6h固溶处理后合金的Mg24(Gd,Y)5相几乎完全消失,而Mg5(Gd,Y)相仍然存在。三种合金中Mg-5Gd-4Y-0.5Zr合金的伸长率相对较高,但其强度不足;Mg-7Gd-4Y-0.5Zr合金的强度很高,但塑性很差;Mg-6Gd-3Y-0.5Zr合金的强度和伸长率都很高。因此三种合金中Mg-6Gd-3Y-0.5Zr镁合金的综合力学性能最好,其T6态室温和250℃下的抗拉强度、屈服强度、伸长率分别为237MPa、162MPa、12.1%和208MPa、146MPa、13.5%。选取铸造镁合金ZM6,分别采用重力砂型铸造和离心砂型铸造两种方式制备圆环件。重力砂型铸造圆环件沿径向均匀分布着等轴晶,沿径向的力学性能没有明显差异。离心砂型铸造圆环件较重力砂型铸造圆环件同一圈层的晶粒尺寸小,沿径向的晶粒尺寸大小不均匀分布,在距离外表面约5mm位置处有一细晶粒圈层,同时沿径向的力学性能有明显差异,在距离外表面3-6mm的圈层是室温拉伸力学性能的最优圈层,这与细晶粒圈层相吻合。ZM6合金较为恰当的离心铸造条件为熔液浇入模具30s后启动离心机。
【关键词】：砂型铸造 离心铸造 ZM6合金 Mg-Gd-Y合金 显微组织 力学性能
【学位授予单位】：辽宁工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG146.22;TG292
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-21
• 1.1 引言10
• 1.2 镁及镁合金10-12
• 1.2.1 镁及其基本性质10-11
• 1.2.2 镁合金的特点11
• 1.2.3 镁合金的牌号规定11-12
• 1.3 镁合金中各种组成合金元素的作用、强化方式及热处理12-14
• 1.3.1 镁合金中合金元素的作用12-13
• 1.3.2 镁合金的强化方式13-14
• 1.3.3 镁合金的热处理14
• 1.4 镁合金的铸造工艺14-16
• 1.4.1 砂型铸造工艺14-15
• 1.4.2 离心铸造工艺15-16
• 1.5 镁合金的应用16-17
• 1.5.1 航空航天装备制造用镁合金16
• 1.5.2 交通工具用镁合金16
• 1.5.3 镁合金在电子器材中的应用16-17
• 1.6 镁稀土合金研究发展17-19
• 1.6.1 镁稀土合金的发展17
• 1.6.2 Mg-Nd-Zn-Zr镁合金研究进展17-18
• 1.6.3 Mg-Gd-Y合金研究进展18-19
• 1.7 本文研究的意义和内容19-21
• 1.7.1 研究的意义19
• 1.7.2 本文主要的研究内容19-21
• 2 合金制备及实验方法21-27
• 2.1 合金制备21-24
• 2.1.1 ZM6合金重力砂型铸造和离心砂型铸造圆环的制备21-22
• 2.1.2 Mg-Gd-Y合金的制备22-23
• 2.1.3 ZM6及Mg-Gd-Y合金的实际化学成分23-24
• 2.2 合金的组织分析24-25
• 2.2.1 ZM6及Mg-Gd-Y合金的热处理工艺24
• 2.2.2 显微组织分析24-25
• 2.2.3 物相分析25
• 2.3 力学性能测试25-27
• 2.3.1 ZM6合金的力学性能测试25-26
• 2.3.2 Mg-Gd-Y合金的力学性能测试26-27
• 3 Nd、Zn元素对GW54镁合金微观组织和力学性能的影响27-38
• 3.1 铸态显微组织27-29
• 3.2 固溶态显微组织29-33
• 3.3 时效硬化行为33-34
• 3.4 拉伸力学性能34-36
• 3.5 本章小结36-38
• 4 不同Gd、Y含量的Mg-Gd-Y合金的显微组织和力学性能38-45
• 4.1 铸态显微组织38-39
• 4.2 固溶态显微组织39-41
• 4.3 时效硬化行为41-42
• 4.4 拉伸力学性能42-44
• 4.5 本章小结44-45
• 5 ZM6合金重力和离心铸造显微组织和力学性能研究45-52
• 5.1 铸态显微组织45-46
• 5.2 固溶处理后的显微组织46-48
• 5.3 拉伸力学性能48-50
• 5.4 ZM6铸造圆环拉伸力学性能与位置的关系50-51
• 5.5 本章小结51-52
• 6 结论52-53
• 参考文献53-56
• 攻读硕士期间发表学术论文情况56-57
• 致谢57

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 黄飞;杨日辉;;Mg-Re系列合金热处理的显微组织研究[J];无线互联科技;2013年08期

2 王福龙;杨吉春;邓小和;;Mg-RE复合处理对SS400钢铁动态再结晶行为的影响[J];内蒙古科技大学学报;2009年04期

3 黄飞;杨日辉;;27Mg-Re系列合金热处理的力学性能分析[J];电子制作;2013年15期

4 J.KUB嘤SEK;D.VOJTěCH;;可生物降解Mg-RE(RE=Gd,Y,Nd)合金的组织与腐蚀性能(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2013年05期

5 赵阳;王志峰;孟宪阔;杨杰;赵维民;;Mg-RE合金的阻燃能力研究[J];中国铸造装备与技术;2010年05期

6 吴安如,古一,夏长清;Mg-RE(Ce,Nd,Y)-Zn-Zr合金显微组织及力学性能研究[J];热加工工艺;2004年12期

7 ;[J];;年期

中国重要会议论文全文数据库 前2条

1 牛晓东;王鸿燕;邱鑫;鲁化一;孟健;;不同分析方法对电解Mg-RE合金测试结果的影响[A];第十三届全国稀土化学分析学术研讨会论文集[C];2011年

2 王豪;董尚利;吕钢;;变形镁稀土Mg-RE合金低温冲击性能研究[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 李涛;铸造Mg-RE合金的微观组织和力学性能研究[D];辽宁工业大学;2016年

，

本文编号：976720