稀土元素La对Mg-Sn-Mn合金组织与性能的影响

发布时间：2017-08-13 00:05

  本文关键词：稀土元素La对Mg-Sn-Mn合金组织与性能的影响

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【摘要】：本文主要以TM31(Mg-3%Sn-1%Mn)系列变形镁合金作为对象就行相关分析,研究了稀土元素La含量在0~2.0wt%之间的显微组织和力学性能的变化。稀土元素La的添加可以使得铸态TM31合金组织出现明显细化现象。当合金中La的含量达到1.5wt.%时,合金表现出最优的综合力学性能,随着La含量增加,晶粒有所粗化,力学性能开始出现下降趋势。对TM31(1#)和TM31+1.5La%(4#)合金分别进行不同拉伸变形,结果表明二者都出现了大量的孪晶结构,然而对比分析发现,添加La的4#合金孪晶密度明显降低,变形量增大后孪晶变化并不十分明显。同时1#合金在5%的拉伸变形情况下就出现了微裂纹,4#合金在8%的变形下才出现,且变化并不明显。拉伸至断裂结果表明,1#合金断口附近聚集大量孪晶,4#合金相对较少。对反挤态合金拉伸断裂后的微观形貌进行观察,结果发现,1#合金主要有粗大的晶粒组成,断裂机理为典型的脆性断裂。2#(TM31+0.5La%)合金晶粒大小细化十分明显,这一现象很好的解释了力学性能提高的原因。3#(TM31+1.0La%)合金断口中开始出现了一些解理台阶和小的韧窝,4#合金中的韧窝现象更为明显,分布也趋向均匀,5#(TM31+2.0La%)合金中由于稀土La含量过高,细晶强化在一定程度上有所抵消,出现了性能反而下降的现象。对1#、3#、4#合金进行XRD物相分析,结果发现1#合金主要有α-Mg和Mg2Sn组成,3#、4#合金中出现了两种新的衍射峰峰值。TEM观察发现Mg2Sn主要为块状结构,其大小约为120×50nm。4#合金中出现了主要为板条状和块状的未知相,平均尺寸约为300×50nm,能谱分析显示主要为Mg、Sn、La的混合物。根据二元相图、XRD分析结果和TEM观察结论可以初步确定为Mg17La2、La5Sn3两相混合。
【关键词】：动态再结晶 拉伸孪晶 稀土相 位错
【学位授予单位】：沈阳大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG146.22
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-19
• 1.1 镁及镁合金的性质9-14
• 1.1.1 镁的基本性质9-12
• 1.1.2 镁合金的结构特性12
• 1.1.3 镁及其合金塑性变形机制与工艺特点12-14
• 1.2 镁合金的强化途径14
• 1.2.1 固溶强化14
• 1.2.2 沉淀（析出强化）14
• 1.2.3 细晶强化14
• 1.3 主要稀土元素添加对镁合金相关性能的影响14-16
• 1.4 主要合金元素的作用16-18
• 1.5 论文研究的意义和主要内容18-19
• 第二章 合金制备工艺与实验方法19-25
• 2.1 合金制备过程19-20
• 2.1.1 合金不同成分设计19
• 2.1.2 合金熔炼工艺过程19-20
• 2.2 合金的热处理与挤压成形20-22
• 2.2.1 合金的热处理20
• 2.2.2 合金的挤压成形20-22
• 2.3 力学性能测试22
• 2.4 显微组织观察与分析22-25
• 2.4.1 金相组织观察22-23
• 2.4.2 合金成分与物相分析23
• 2.4.3 SEM和断口形貌观察23
• 2.4.4 TEM和结构分析23-25
• 第三章 合金铸态微观组织与力学性能25-41
• 3.1 合金成分检测结果25-26
• 3.2 铸态合金的微观组织与力学性能26-30
• 3.2.1 合金铸态显微组织26-28
• 3.2.2 合金室温拉伸力学性能28-30
• 3.3 TM31 和TM31+1.5La合金室温下不同单向拉伸变形后的显微组织30-41
• 3.3.1 拉伸孪晶机理与特点30-32
• 3.3.2 拉伸孪晶现象与分析32-41
• 第四章 Mg-3Sn-1Mn-xLa合金反向挤压显微组织与力学性能41-47
• 4.1 挤压合金的显微组织41-45
• 4.2 反向挤压合金的力学性能45-47
• 第五章 合金中相结构的研究47-55
• 5.1 合金二元相图47-49
• 5.2 XRD物相分析49-50
• 5.3 TEM分析观察50-55
• 第六章 合金断裂行为与强化机理55-59
• 6.1 断裂行为55-56
• 6.2 强化机理56-59
• 第七章 结论59-61
• 参考文献61-66
• 在学研究成果66-67
• 致谢67-68

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