超细晶Mg-3Al-Zn-xAg合金制备及其轧制变形行为研究

发布时间：2017-11-16 10:19

  本文关键词：超细晶Mg-3Al-Zn-xAg合金制备及其轧制变形行为研究

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【摘要】：本文利用纯度较高的Mg、Al、Zn、Ag四种元素粉末进行高能机械球磨,制备出不同Ag含量的Mg-3Al-Zn-x Ag(x=0,0.5,1.0,2.0 wt.%)复合粉末,并且通过真空热压和热挤压的致密化工艺得到致密度为99%的棒材,然后研究它的轧制工艺,轧制完成后对板材做固溶-时效处理,希望得到强度和塑性都较好的镁合金板材。通过大量的实验和分析,本课题得到的结果如下:含0.5wt.%Ag时粉末的平均晶粒和颗粒尺寸最小,大约为335nm和15.26μm。材料经过热压和温挤压后,致密度有大幅度的提高。经过热压后致密度为95%左右,温挤压后致密度可以达到99%左右,达到了实验的预期效果。并且,在含2.0wt.%Ag的挤压棒材中,X射线衍射图中存在微弱的Mg54Ag17相的特征峰,说明在挤压过程中产生了新相Mg54Al17。研究挤压温度对于材料综合性能的影响,得到250℃挤压时,材料的综合性能最优。不同Ag含量材料的拉伸性能和压缩性能的实验结果表明,含0.5wt.%Ag成分材料的抗拉强度和抗压强度均较高,分别为428.93MPa和432.36MPa。随后,对拉伸断口的分析可以再次看到四种成分合金的晶粒大小,并且可以确定合金的断裂方式均为准解理断裂。综合考虑各方面的因素可以得出,最佳的挤压温度为250℃,合金的成分为Mg-3Al-Zn-0.5Ag。本文以直径为18mm的挤压棒材作为初始轧制材料,主要研究轧制温度和道次变形量对轧后板材组织和性能的影响,对比了20%和30%两个变形量,250℃、300℃和350℃三个轧制温度,以期得到适于Mg-3Al-Zn-0.5Ag镁合金轧制的合理的轧制工艺。最后,得出利于Mg-3Al-Zn-0.5Ag镁合金轧制的较优的工艺参数为:轧制温度300℃,道次变形量20%。最后,本文对前期轧制得到的板材进行了固溶、时效处理,结果发现,经过固溶、时效处理后,合金的平均晶粒尺寸由处理前的0.69μm长大到处理后的1.4μm左右,是原始晶粒尺寸的2倍左右。且在不同时效处理工艺下,均出现了数量、分布、大小各异的析出相,通过TEM分析确定该相为Mg54Ag17。合理的控制时效处理的温度和时间,可以提高材料的强度和硬度,并且在某些参数下延伸率也有一定程度的提高,得出最佳的时效处理工艺为:时效温度为140℃,时效时间为10h。在此条件下,材料的屈服强度可以达到390.47MPa,抗拉强度可以达到457.98MPa,延伸率为17.81%。时效处理后材料断裂类型仍然为准解理断裂。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG146.22;TG335

【参考文献】

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本文编号：1192024