Ti掺杂对镁基非晶合金组织与性能的影响

发布时间：2021-05-08 08:45

　　镁基非晶合金具有取材广、成本低、高强度、高比强度和耐腐蚀等性能优势,已经成为了公认的新型绿色结构材料。但镁基非晶合金塑性低,严重影响了在工程上的应用。为了解决此问题,本文采用元素替代法制备了高强度和高延展性的镁基非晶合金复合材料。同时,针对非晶合金的制备普遍存在高成本、低效率且不能连续制备的缺点,选用热型连铸工艺制备了镁基非晶合金,实验选择了较合适的工艺参数。本文设计选择了Mg-Cu-Y体系中非晶形成能力（GFA）最为突出的Mg_58.5Cu_30.5Y₁₁非晶合金作为基体,向其内分别添加原子含量5 at.%、8 at.%和12 at.%的Ti。添加Ti元素后,计算了四元合金(Mg_58.5Cu_30.5Y₁₁)_100-xTi_x（x=0、5、8和12）的电负性差Δx,原子尺寸差σ,τ（σ·Δx）和υ（σ/Δx）。计算结果表明,Ti元素的掺入理论上具有形成非晶合金的可行性。采用铜模法制备了Mg_58.5... 

【文章来源】：山东理工大学山东省

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 块体非晶合金的发展
    1.2 非晶合金的形成原则
        1.2.1 Inoue过冷液相区和三大经验原则
        1.2.2 Turnbull约化玻璃转变温度(Trg)与深共晶准则
        1.2.3 Greer“混乱”原则
        1.2.4 Senkov最佳原子尺寸比例准则
        1.2.5 电子浓度准则
    1.3 非晶合金的形成依据
        1.3.1 形成非晶态的热力学条件
        1.3.2 形成非晶态的动力学条件
        1.3.3 结构学条件
    1.4 块体非晶合金的性能与应用
        1.4.1 力学性能及应用
        1.4.2 非晶合金的磁学性能及应用
        1.4.3 非晶合金的化学性能及应用
    1.5 大块非晶合金的制备方法
        1.5.1 金属模铸造法
        1.5.2 水淬法
        1.5.3 电弧熔炼吸铸法
        1.5.4 热型连铸法
    1.6 镁基非晶合金的研究进展
        1.6.1 镁基非晶合金的发展历程
        1.6.2 镁基非晶合金的性能
    1.7 本研究的内容与意义
第二章 Ti掺杂Mg基非晶合金的成分设计
    2.1 Mg基非晶合金基体的设计选择
    2.2 (Mg_(58.5)Cu_(30.5)Y_(11))_(100-x)Ti_x合金非晶形成能力计算
    2.3 本章小结
第三章 实验设备与方法
    3.1 实验仪器与设备
    3.2 实验原料
    3.3 实验方案
        3.3.1 铜模法制备镁基非晶合金
        3.3.2 连铸法制备镁基非晶合金
    3.4 非晶态合金测试方法
        3.4.1 金相组织分析
        3.4.2 X射线衍射(XRD)分析
        3.4.3 显微硬度分析
        3.4.4 热力学分析
        3.4.5 压缩测试分析
        3.4.6 扫描电镜(SEM)分析
第四章 Ti含量对Mg_(58.5)Cu_(30.5)Y_(11)块体非晶合金形成能力与性能的影响
    4.1 浇注温度对Mg_(58.5)Cu_(30.5)Y_(11)非晶合金的影响
    4.2 Ti含量对Mg_(58.5)Cu_(30.5)Y_(11)基体合金的影响
        4.2.1 Ti含量对Mg_(58.5)Cu_(30.5)Y_(11)基体合金玻璃形成能力的影响
        4.2.2 Ti含量对Mg_(58.5)Cu_(30.5)Y_(11)基体合金微观组织与机械性能的影响
    4.3 本章小结
第五章 连续制备镁基非晶合金
    5.1 热型连铸法的技术现状
        5.1.1 型口温度
        5.1.2 牵引速度
        5.1.3 冷却条件
        5.1.4 液态金属压头
    5.2 型口尺寸确定
    5.3 型口温度对铸坯的影响
        5.3.1 型口温度的选择
        5.3.2 型口温度对镁基非晶合金的影响
    5.4 牵引速度对铸坯的影响
        5.4.1 牵引速度的选择
        5.4.2 牵引速度对镁基非晶合金的影响
    5.5 冷却距离对铸坯的影响
        5.5.1 冷却距离的选择
        5.5.2 冷却距离对镁基非晶合金的影响
    5.6 本章小结
第六章 结论
参考文献
在读期间公开发表的论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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[8]铸造镁合金金相腐蚀和观察方法研究[J]. 霍亮,韩志强,柳百成.  铸造. 2007(08)
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[10]陶瓷颗粒增强Mg65Cu20Zn5Y10块体金属玻璃复合材料[J]. 徐映坤,徐坚.  金属学报. 2004(07)

硕士论文
[1]Mg-Cu-RE（RE=Y,Gd）合金长周期有序（LPO）相相平衡的研究[D]. 王强.东北大学 2011
[2]单晶铜杆生产工艺及设备的研究与开发[D]. 刘可如.广东工业大学 2007



本文编号：3175031