硼稀土镁合金的研究
发布时间：2020-02-25 05:48
【摘要】：镁合金具有优良的比强度和比刚度,能够适应很多场合结构件的使用要求,近年来,关于镁合金的研究与应用也越来越成为趋势,特别是稀土元素和硼元素在镁合金性能改善中具有独特的作用。但这些研究主要集中在稀土或者硼元素对镁合金的单一影响,因此,对于综合研究硼和稀土相结合的高性能的镁合金材料,是镁合金的重要的发展方向之一。本文就是通过合金化强化、形变强化等手段来研究硼和稀土对镁合金的作用,为发展新型物美价廉的高力学性能的镁合金具有着重要的现实意义。本文通过对Mg-Al-Ti-B2O3、Mg-RE-B2O3、Mg-RE-KBF4三种镁合金的研究,应用平林真二元合金相图,分析各个元素在镁中的固溶度理论,采用正交实验设计和吉布斯自由能计算法对合金做具体分析,从而确定了这三种合金的实验成分比例,并分别进行对比实验,分析出各成分中最优的合金。1.在Mg-Al-Ti-B2O3的实验中,分别制作Mg-9Al-6Ti、Mg-9Al-6Ti-3B2O3 和 Mg-9Al-6Ti-6B2O3试样。采用光学金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射实验和力学性能测试实验等方法,研究B2O3 对 Mg-9Al-6Ti合金的显微组织结构与力学性能的影响。添加3%的B203,使Mg-9Al-6Ti的平均晶粒尺寸从54.8μ m降低到12 μm,沉淀Mg17Al12相减少,Al3Ti相增加,并且新沉淀出MgB6和Ti3B4相。2.在Mg-RE-B2O3合金的实验中,通过制备Mg-RE-B2O3合金铸造试样和热挤压试样；应用金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射实验与力学性能测试实验等方法,研究B203中的硼元素对金属基体微观组织均匀性和材料整体致密性的影响及规律。再次验证了合金的硬度随着B203添加量的增加而降低,硼元素起到了提高材料基体微观组织均匀性的作用。在Mg-RE-B2O3合金中,硼元素与镧元素优先结合,沉淀出LaB4和LaB6微粒弥散分布,为制备出抗拉强度高于500MPa镁合金提供了强化机理。热挤压Mg-6RE-B2O3合金的试样,抗拉屈服强度在 500MPa以上,延伸率为5%。3.在Mg-RE-KBF4合金实验中,对其分别应用维氏硬度显微测试、光学金相显微镜、扫描电子显微镜及能谱扫描做定量分析、X射线衍射做定材质分析,最后在室温下做拉伸实验的力学验证。从而综合的研究混合稀土和KBF4对镁合金的显微组织与力学硬度的影响。La、Ce混合稀土可以使合金的组织得到明显的细化。镁的硬度随着稀土添加量的增加而明显增加,提高了57%,并且提高合金的致密性及均匀性。本文最终研究了充分利用镁、稀土、硼等元素在熔融状态下的活性,开创了Mg-RE-B合金系。围绕重点研究硼和稀土的作用,采用尽可能使工艺简单和生产成本低廉的方法,探讨了制备强度接近于500MPa镁合金的方式方法。为生产低成本、高强度镁合金材料提供理论基础和对未来镁合金行业提供了研究方向。
【图文】：
２逦棚稀±读合金的研究逦逡逑镇是密排六方（ｈｅｐ）的品体结构，单个晶胞内沿品而和晶向的原子排布如阁１逡逑所示。，，镑在低于２２５’Ｃ时的主耍巧移系为｛００（Ｈ｝〈１１５０〉，次巧移面系为ｙｏｉＯ｝逡逑〈１１５0〉；当温度高于２２５°Ｃ时，增加了00ｉｌ｝〈１１５0〉的新的滑移系。当出现李逡逑晶时，钱合金的主要李晶晶面族为Ｏ0ｉ２｝晶面族，二次李晶晶面族为｛３０＾４｝晶面族。逡逑同样在z┪孪乱不嵩黾有碌睦罹г冢欤希猓孀迳稀ｅ义
本文编号：2582652
【图文】：
２逦棚稀±读合金的研究逦逡逑镇是密排六方（ｈｅｐ）的品体结构，单个晶胞内沿品而和晶向的原子排布如阁１逡逑所示。，，镑在低于２２５’Ｃ时的主耍巧移系为｛００（Ｈ｝〈１１５０〉，次巧移面系为ｙｏｉＯ｝逡逑〈１１５0〉；当温度高于２２５°Ｃ时，增加了00ｉｌ｝〈１１５0〉的新的滑移系。当出现李逡逑晶时，钱合金的主要李晶晶面族为Ｏ0ｉ２｝晶面族，二次李晶晶面族为｛３０＾４｝晶面族。逡逑同样在z┪孪乱不嵩黾有碌睦罹г冢欤希猓孀迳稀ｅ义
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