Mg-Sn系耐热镁合金组织及性能研究
发布时间：2021-10-25 15:46
镁合金是世界上最受关注的绿色工程材料,在航空航天、汽车和3C等领域具有广泛的应用前景。然而,由于其绝对强度低,抗蠕变性能差等特点限制了镁合金在较高温度范围内的广泛应用,开发一系列的低成本耐热镁合金,对镁合金应用的推广有重要意义。Sn元素价格较低,且能与Mg形成高熔点、高温稳定性好的Mg2Sn相,Mg-Sn系合金有望成为新一代的耐热镁合金系列。然而,目前对于Mg-Sn系耐热镁合金的研究较少。因此本文采用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、X-射线衍射仪（XRD）、万能拉伸机等,系统研究了两种Mg-Sn系合金的微观组织及室温和高温下的力学性能,即采用重力铸造方法制备的Mg-Si-Sn系列合金,采用离心铸造方法制备的Mg-Gd-Y-Sn系列合金。主要研究成果如下:（1）铸态Mg-0.5Si-xSn合金主要由α-Mg相、Mg2Si相和Mg2Sn相组成。当镁中含有少量的Si元素时,可以避免合金中出现大块状的初晶Mg2Si相。加入适量的Sn元素,可以细化共晶Mg2Si组织。挤压过...
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
纯镁的晶格结构：(a)原子位置(b)主要晶面(c)主要晶向Fig1.1Crystallatticestructureofpuremagnesium：(a)Atomicposition；(b)Maincrystal
图 2.1 试验流程图Fig 2.1 Experimental procedure金成分设计 合金元素的选取镁的综合力学性能较差，所以一般不会直接应用，合金化是最常用的增的力学性能的方法，如提高强度、塑性、热稳定性等。本实验通过在纯 Si，Sn，Gd，Y 等元素后来研究合金化后镁合金的微观组织和力学性能中已对添加元素做了分析，本实验希望选取这几种元素的加入能够获得综合性能的镁合金。 合金元素的成分设计验过程中需要加入相应的化学元素改善镁合金的性能，合金元素种类和量的尤为重要，添加太多或者过少都不能满足使用要求。科学的成分设
图 2.2 离心铸造设备及模具：(a) 离心铸造机 (b) 模具Fig. 2.2 The equipment and mould for centrifugal casting: (a) Centrifugal casting machine (b) mould② 熔炼及浇注环境由于本实验中采用的是镁合金，属于较活泼的金属，容易与氧气发生化学反应，从而造成元素的烧损及氧化，不仅会造成元素设计成分的偏离，而且易于造成夹渣，从而对合金的微观组织及力学性能带来不利的影响。镁元素与铝元素有很大的差异，镁与氧气生成的氧化镁疏松不致密，不能阻隔空气，而且熔炼环境中，镁的燃烧非常剧烈，释放出大量的热。因此，在镁合金熔炼的时候需要通入惰性气体进行保护，防止因氧化而造成的烧损和引入有害的氧化物夹渣。镁合金熔炼时熔体温度较高，易发生飞溅，所以浇注时的周围环境需要足够宽敞以防止飞溅的熔体伤人。③ 熔炼工艺流程在镁合金制备前，先准备好所需要的原材料，对镁锭及 Mg-Si，Mg-Gd，Mg-Y等中间合金的表面进行打磨处理，去除表面的氧化镁和其他的一些杂质，计算并称取所需的 Mg、Sn 元素及 Mg-12Si、Mg-30Gd、Mg-30Y 中间合金。将需要烘干
【参考文献】：
期刊论文
[1]A Review on Casting Magnesium Alloys:Modification of Commercial Alloys and Development of New Alloys[J]. Fusheng Pan,Mingbo Yang,Xianhua Chen. Journal of Materials Science & Technology. 2016(12)
[2]AM60-Si-Ca合金中Mg2Si相生长形态研究[J]. 张保丰,刘德波,陈永方,王利国. 热加工工艺. 2015(14)
[3]Effects of isothermal homogenization on microstructure evolution of Mg-7Gd-5Y-1MM-0.5Zr alloy[J]. 李蒙,李兴刚,张奎,李永军,马鸣龙,石国梁,袁家伟,刘靖宝. Journal of Rare Earths. 2015(04)
[4]挤压态Mg-Gd-Y镁合金动态压缩力学性能与失效行为[J]. 毛萍莉,于金程,刘正,董阳,席通. 中国有色金属学报. 2013(04)
[5]镁合金的塑性变形与强化机理[J]. 郭学锋,杨文朋,任昉,延双鹤. 热加工工艺. 2012(24)
[6]离心铸造AZ91D镁合金熔体充型流动规律研究[J]. 隋艳伟,张越,张世平,刘林林,孙智,高峰. 热加工工艺. 2012(11)
[7]Mg-Gd-Y-Zr高强耐热镁合金的研究进展[J]. 吴文祥,靳丽,董杰,章桢彦,丁文江. 中国有色金属学报. 2011(11)
[8]Sn对Mg-8.5Li-3Al合金组织和性能的影响[J]. 王涛,张密林,赵淑金. 轻合金加工技术. 2011(02)
[9]热轧AZ31镁合金板材高温塑性变形行为[J]. 余琨,蔡志勇,王晓艳,史褆,黎文献. 中南大学学报(自然科学版). 2010(05)
[10]Mg-Gd-Zn-Zr合金中的LPSO结构和时效相[J]. 曾小勤,吴玉娟,彭立明,林栋樑,丁文江,彭赢红. 金属学报. 2010(09)
博士论文
[1]Mg-Zn-Mn系变形镁合金强化机理研究[D]. 石国梁.重庆大学 2011
[2]TC4合金立式离心充型凝固行为研究[D]. 贾丽敏.哈尔滨工业大学 2010
[3]机械振动及稀土锶复合对镁合金组织性能及夹杂物的影响[D]. 王明星.吉林大学 2008
硕士论文
[1]Al对双相Mg-Li合金组织及性能的影响研究[D]. 颜磊.重庆大学 2016
[2]离心铸造ZW61和AZ91镁合金的组织及力学性能[D]. 王晓佳.沈阳理工大学 2012
[3]Mg-Gd-Y-Zr耐热镁合金组织、性能研究[D]. 张志高.中南大学 2009
[4]Mg-4Al-RE-Ca-Si耐热镁合金的组织与性能[D]. 黄德明.四川大学 2006
本文编号：3457712
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
纯镁的晶格结构：(a)原子位置(b)主要晶面(c)主要晶向Fig1.1Crystallatticestructureofpuremagnesium：(a)Atomicposition；(b)Maincrystal
图 2.1 试验流程图Fig 2.1 Experimental procedure金成分设计 合金元素的选取镁的综合力学性能较差，所以一般不会直接应用，合金化是最常用的增的力学性能的方法，如提高强度、塑性、热稳定性等。本实验通过在纯 Si，Sn，Gd，Y 等元素后来研究合金化后镁合金的微观组织和力学性能中已对添加元素做了分析，本实验希望选取这几种元素的加入能够获得综合性能的镁合金。 合金元素的成分设计验过程中需要加入相应的化学元素改善镁合金的性能，合金元素种类和量的尤为重要，添加太多或者过少都不能满足使用要求。科学的成分设
图 2.2 离心铸造设备及模具：(a) 离心铸造机 (b) 模具Fig. 2.2 The equipment and mould for centrifugal casting: (a) Centrifugal casting machine (b) mould② 熔炼及浇注环境由于本实验中采用的是镁合金，属于较活泼的金属，容易与氧气发生化学反应，从而造成元素的烧损及氧化，不仅会造成元素设计成分的偏离，而且易于造成夹渣，从而对合金的微观组织及力学性能带来不利的影响。镁元素与铝元素有很大的差异，镁与氧气生成的氧化镁疏松不致密，不能阻隔空气，而且熔炼环境中，镁的燃烧非常剧烈，释放出大量的热。因此，在镁合金熔炼的时候需要通入惰性气体进行保护，防止因氧化而造成的烧损和引入有害的氧化物夹渣。镁合金熔炼时熔体温度较高，易发生飞溅，所以浇注时的周围环境需要足够宽敞以防止飞溅的熔体伤人。③ 熔炼工艺流程在镁合金制备前，先准备好所需要的原材料，对镁锭及 Mg-Si，Mg-Gd，Mg-Y等中间合金的表面进行打磨处理，去除表面的氧化镁和其他的一些杂质，计算并称取所需的 Mg、Sn 元素及 Mg-12Si、Mg-30Gd、Mg-30Y 中间合金。将需要烘干
【参考文献】：
期刊论文
[1]A Review on Casting Magnesium Alloys:Modification of Commercial Alloys and Development of New Alloys[J]. Fusheng Pan,Mingbo Yang,Xianhua Chen. Journal of Materials Science & Technology. 2016(12)
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[3]Effects of isothermal homogenization on microstructure evolution of Mg-7Gd-5Y-1MM-0.5Zr alloy[J]. 李蒙,李兴刚,张奎,李永军,马鸣龙,石国梁,袁家伟,刘靖宝. Journal of Rare Earths. 2015(04)
[4]挤压态Mg-Gd-Y镁合金动态压缩力学性能与失效行为[J]. 毛萍莉,于金程,刘正,董阳,席通. 中国有色金属学报. 2013(04)
[5]镁合金的塑性变形与强化机理[J]. 郭学锋,杨文朋,任昉,延双鹤. 热加工工艺. 2012(24)
[6]离心铸造AZ91D镁合金熔体充型流动规律研究[J]. 隋艳伟,张越,张世平,刘林林,孙智,高峰. 热加工工艺. 2012(11)
[7]Mg-Gd-Y-Zr高强耐热镁合金的研究进展[J]. 吴文祥,靳丽,董杰,章桢彦,丁文江. 中国有色金属学报. 2011(11)
[8]Sn对Mg-8.5Li-3Al合金组织和性能的影响[J]. 王涛,张密林,赵淑金. 轻合金加工技术. 2011(02)
[9]热轧AZ31镁合金板材高温塑性变形行为[J]. 余琨,蔡志勇,王晓艳,史褆,黎文献. 中南大学学报(自然科学版). 2010(05)
[10]Mg-Gd-Zn-Zr合金中的LPSO结构和时效相[J]. 曾小勤,吴玉娟,彭立明,林栋樑,丁文江,彭赢红. 金属学报. 2010(09)
博士论文
[1]Mg-Zn-Mn系变形镁合金强化机理研究[D]. 石国梁.重庆大学 2011
[2]TC4合金立式离心充型凝固行为研究[D]. 贾丽敏.哈尔滨工业大学 2010
[3]机械振动及稀土锶复合对镁合金组织性能及夹杂物的影响[D]. 王明星.吉林大学 2008
硕士论文
[1]Al对双相Mg-Li合金组织及性能的影响研究[D]. 颜磊.重庆大学 2016
[2]离心铸造ZW61和AZ91镁合金的组织及力学性能[D]. 王晓佳.沈阳理工大学 2012
[3]Mg-Gd-Y-Zr耐热镁合金组织、性能研究[D]. 张志高.中南大学 2009
[4]Mg-4Al-RE-Ca-Si耐热镁合金的组织与性能[D]. 黄德明.四川大学 2006
本文编号：3457712
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