预拉伸及时效处理对Mg-5Zn合金组织性能的影响

发布时间：2017-11-02 12:11

  本文关键词：预拉伸及时效处理对Mg-5Zn合金组织性能的影响

  更多相关文章： 预拉伸 第二相 位向关系 力学性能 拉压不对称性

【摘要】：镁合金作为轻质绿色无污染的结构材料,得到越来越多的研究关注,并且已在汽车、航空航天领域得到一定应用。但是镁合金绝对强度偏低,抗蠕变性能弱;室温塑性低,成型能力差,变形加工能力较差,耐蚀性能不强等特点,而合金强度,成型性能是大多数商用镁合金的重点考量目标。使得镁合金的应用范围远不如铝合金广泛。因而,发展高性能镁合金成为扩大镁合金应用范围的迫切需要,合金中的第二相,特别是强化相的分布、大小、与基体的位向关系等对材料的强度,成型性能有着显著的影响。所以,通过控制第二相来发展高性能镁合金具有重大的指导和实际意义。本文采用常用的Mg-Zn二元合金挤压棒材作为实验材料,对其进行0%,3%,5%,10%不同量的预拉伸变形和200℃时效处理,来控制合金中第二相的析出情况。通过金相显微镜(OM),扫描显微镜(SEM)来观察预拉伸及时效处理对第二相析出位置的影响;通过透射电镜(TEM)观察预拉伸对第二相大小的影响;并通过高分辨(HRTEM)观察预拉伸对第二相位向关系的影响;然后结合X射线衍射和HRTEM对第二相进行物相确定;其中,并利用不同时效状态下的XRD数据进行轴比计算;最后对不同预拉伸量下不同时效时间的试样进行拉伸、压缩力学性能测试,研究不同组织状态与力学性能之间的关系。重要结果如下:①经400℃×1h处理后的固溶态Mg-5Zn具有比较弱的纤维基织构,沿挤压方向进行拉伸预变形时,产生位错和{101—2}拉伸孪晶,而且预变形量越大,拉伸孪晶数量越多;②预拉伸后200℃时效处理,第二相(1′相)优先在晶界、孪晶界和孪晶内部析出,最后才在基体内部析出,孪晶为1′相提供异质形核位置。预拉伸促进1′相形核的同时增大1′相长大速度。预拉伸量越大,峰时效时析出的1′相尺寸越小,纵横比越小,但数量密度越大,分布越致密。③预拉伸变形并未对时效过程析出的1′相产生本质改变,都为具有Laves结构的Mg Zn2相,位向关系为[0001] a//[21-1-0]1′ ,(21-1-0) a/ /(0001)1′ 。④时效处理后的预拉伸试样,试样内部因预拉伸产生的预置位错和预置孪晶比第二相对材料拉伸、压缩性能的影响更大。小预拉伸变形和时效处理可以提高材料的屈服强度,大预拉伸变形完全过时效处理,能显著降低材料的拉伸压缩屈服不对称性。
【关键词】：预拉伸 第二相 位向关系 力学性能 拉压不对称性
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG166.4;TG146.22
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-22
• 1.1 引言8-10
• 1.2 第二相对合金强度的影响10-15
• 1.3 Mg-Zn系合金中第二相研究现状15-17
• 1.4 预变形镁合金研究现状17-19
• 1.4.1 预变形对镁合金性能的影响17-18
• 1.4.2 预变形对镁合金第二相析出的影响18-19
• 1.5 课题研究的目的、内容及创新点19-22
• 1.5.1 课题研究的目的19-20
• 1.5.2 课题研究内容20
• 1.5.3 课题创新之处20-22
• 2 实验方法22-26
• 2.1 实验技术路线22
• 2.2 材料准备22-23
• 2.3 实验工艺23-24
• 2.4 分析测试方法24-26
• 3 预拉伸及时效处理对Mg-5Zn合金中第二相的影响26-54
• 3.1 引言26
• 3.2 时效硬化曲线26-27
• 3.3 金相扫描观察27-36
• 3.4 XRD物相分析36-38
• 3.5 透射观察38-52
• 3.5.1 预拉伸对β_1′相形状、大小的影响38-44
• 3.5.2 预拉伸对β_1′相位向关系的影响44-48
• 3.5.3 透射结果分析48-52
• 3.5.4 透射结果小结52
• 3.6 本章小结52-54
• 4 预拉伸及时效处理对合金力学性能的影响54-74
• 4.1 引言54
• 4.2 预拉伸及时效处理对拉伸性能的影响54-58
• 4.3 预拉伸和时效处理对拉伸加工硬化率的影响58-65
• 4.3.1 引言58-61
• 4.3.2 预拉伸对加工硬化率的影响61-62
• 4.3.3 预拉伸后时效处理对拉伸加工硬化率的影响62-65
• 4.4 预拉伸及时效处理对压缩性能的影响65-68
• 4.5 预拉伸及时效处理对压缩加工硬化率的影响68-72
• 4.5.1 引言68-70
• 4.5.2 单纯预拉伸对压缩加工硬化率的影响70
• 4.5.3 预拉伸后时效处理对压缩加工硬化率的影响70-72
• 4.6 预拉伸及时效处理对拉压不对称的影响72-73
• 4.7 本章小结73-74
• 5 结论74-76
• 致谢76-78
• 参考文献78-86
• 附录：密排六方结构晶格常数计算方法86-90

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本文编号：1131488