Mg-Gd-Y系合金时效析出行为研究

发布时间：2017-10-14 19:40

  本文关键词：Mg-Gd-Y系合金时效析出行为研究

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【摘要】：本文以镁稀土合金Mg-7Gd-5Y-1Nd-0.5Zr为研究对象,通过透射电子显微学、扫描透射电子显微学等技术对铸态合金在固溶以及合金时效过程中的组织变化和析出行为进行了研究。实验得到的主要结果如下：在铸态的合金中主要存在共晶组织和方块相,共晶相是面心立方结构,其晶格常数a=2.22nm,其化学成分为MgsRE,方块相容易在共晶组织和晶界附近富集,结构也是面心立方结构,晶格常数a=0.53nnm,化学成分为MgRE4。经过520℃/16h+535℃/20h的双级均匀化处理,铸态合金组织中的共晶组织基本回溶到了基体中,此时合金基体内部主要存在方块相,方块相的热稳定性很高,在均匀化过程及时效过程中形态尺寸均没有变化。经过均匀化处理的合金在200℃时效时,由于稀土原子从过饱和固溶体中析出,合金的显微硬度值存在一个快速上升、保持、缓慢下降的过程,而合金在此温度的析出序列为Mg(SSSS)→β"(DO19)→β'(b.c.o),在经过200℃时效处理的合金中并没有观察到稀土镁合金中面心立方结构的β1相和β相的生成。β相是合金的主要时效强化相,其结构为正交结构,晶格常数为：a=0.64nm, b=2.22nm,c=0.52rnm。β'相与镁基体完全共格,以{1120}α为惯习面析出,在200℃的时效过程中具有很高的稳定性。经过长时间的时效,β相颗粒会长大,连结在一起形成树枝状结构,HAADF-STEM结果显示β相的结构符合Mg7RE的结构模型。而且在β'相的连结处发现了不同于β'相晶体结构的细小片状组织,这些析出相的稀土原子浓度比β'相的高,是p1相容易形核的部位。β'相在较高温度的时效过程中会逐渐转化成面心立方结构的β1相,β1相的惯习面为{1010}α,它的晶格常数为a=0.74nm,而且它与基体有着严格的取向关系：[110]β1//[0001]a,(111)p1//(1120)α。由于β1相由β'相转变而来,所以在时效过程中形成了一个β1相颗粒连接着两个β相颗粒的结构。β1相在较高温度继续时效的过程中会转变成平衡稳定相β相,β相与β1相结构同型,晶格常数是β1相的三倍。β1相与β相的三维形貌均为薄板状,与基体之间的相界面较为平直。
【关键词】：稀土镁合金 时效 析出相 晶体结构
【学位授予单位】：北京有色金属研究总院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG146.22
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-22
• 1.1 镁合金的特点及其主要发展方向10-12
• 1.1.1 镁合金的基本性质10-11
• 1.1.2 镁合金的研究发展方向11-12
• 1.2 镁合金的强化处理12-15
• 1.2.1 镁合金中的合金元素12-13
• 1.2.2 镁合金的塑性加工13-15
• 1.3 稀土镁合金的发展及国内外研究现状15-17
• 1.3.1 稀土在镁合金中的作用15-16
• 1.3.2 稀土镁合金的发展16-17
• 1.4 稀土镁合金的时效析出行为17-21
• 1.4.1 稀土镁合金的时效析出行为18-21
• 1.4.2 EW75合金的时效析出行为研究进展21
• 1.5 论文研究目的、意义及内容21-22
• 2 实验材料及研究方法22-27
• 2.1 实验方案22
• 2.2 实验材料22-23
• 2.3 实验方法23-27
• 2.3.1 EW75合金的均匀化处理23-24
• 2.3.2 均匀化态EW75合金的时效处理24
• 2.3.3 合金时效行为的原位观察实验24
• 2.3.4 合金相组织结构分析24-25
• 2.3.5 扫描透射电子显微技术25-27
• 3 铸态及均匀化态EW75合金相组织结构27-35
• 3.1 铸态EW75合金的组织结构27-31
• 3.2 均匀化态合金组织结构31-33
• 3.3 本章小结33-35
• 4 时效过程中合金的析出行为35-45
• 4.1 EW75合金的时效硬化行为35-36
• 4.2 欠时效阶段合金的时效析出相结构36-38
• 4.3 峰时效阶段合金的时效相结构38
• 4.4 过时效阶段的合金时效相结构38-43
• 4.5 本章小结43-45
• 5 合金时效析出行为的TEM原位观察研究45-55
• 5.1 时效态合金析出相转变行为45-48
• 5.2 固溶态合金的时效行为48-54
• 5.3 本章小结54-55
• 结论55-57
• 参考文献57-61
• 攻读硕士期间取得的学术成果61-62
• 致谢62

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 王渠东 ,吕宜振,曾小勤,丁文江,朱燕萍;稀土在铸造镁合金中的应用[J];特种铸造及有色合金;2002年S1期

2 左铁镛;;21世纪的轻质结构材料——镁及镁合金发展[J];新材料产业;2007年12期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 李德辉;Mg-Dy-Nd-（Gd）系合金组织与性能研究[D];上海交通大学;2007年

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本文编号：1032830