Mg-Gd-Ag体系的热力学优化与计算

发布时间：2017-09-04 22:00

  本文关键词：Mg-Gd-Ag体系的热力学优化与计算

  更多相关文章： Mg-Gd-Ag系合金 相图 CALPHAD技术 热力学计算

【摘要】：Mg-Gd系合金凭借其优异的时效硬化特性和耐热性能,成为当下最具开发潜力的镁合金之一。其中,Mg-Gd-Ag合金尤为受到研究者的关注,研究发现Ag元素的加入可以进一步大幅提高Mg-Gd系合金的综合力学性能,进而增大合金的应用前景。为了更加高效地提升合金性能,优化合金成分,稳定工艺参数,掌握Mg-Gd-Ag三元系的相图和热力学信息是十分必要的。本文利用实验/计算结合的方法,基于CALPHAD技术,首次对Mg-Gd-Ag三元系的相平衡进行了实验测定,并利用Pandat软件包首次对Mg-Gd-Ag三元系进行了热力学优化与计算,主要工作内容如下:(1)通过退火淬火法实验测定了Mg-Gd-Ag三元系富镁角在400○C和450○C等温截面的相区组成,确认了相区边界。(2)系统地搜集、评估了Mg-Gd,Mg-Ag和Ag-Gd三个边际二元系的热力学优化信息,分别选取可靠的热力学参数作为外推Mg-Gd-Ag三元系数据库的基础。(3)结合文献中报道的Mg-Gd,Mg-Ag和Ag-Gd二元系的热力学参数和本次研究测定的Mg-Gd-Ag三元系的相平衡实验数据,对Mg-Gd-Ag三元系进行了热力学优化与计算,计算结果与实验结果取得了良好的一致性。(4)基于相图热力学计算结果,开展了Mg-Gd-Ag系合金成分优化和热处理工艺设计的探索实验,并进行了Mg-Gd-Ag系合金的室温力学性能研究,实验结果验证了Mg-Gd-Ag三元系热力学数据库的可靠性。
【关键词】：Mg-Gd-Ag系合金 相图 CALPHAD技术 热力学计算
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG146.22
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-10
• 第1章 绪论10-22
• 1.1 镁及镁合金概述10-11
• 1.1.1 镁及镁合金的基本特性10
• 1.1.2 镁合金的发展概况10-11
• 1.2 相图与材料设计11-12
• 1.3 相图热力学计算12-19
• 1.3.1 相图热力学计算概述12-13
• 1.3.2 相图热力学计算原理13-14
• 1.3.3 热力学模型概述14-16
• 1.3.4 CALPHAD技术计算相图流程16-18
• 1.3.5 Pandat热力学软件介绍18-19
• 1.4 镁合金相图发展概况19-20
• 1.5 选题意义和研究内容20-22
• 1.5.1 选题意义20-21
• 1.5.2 研究内容21-22
• 第2章 合金制备与实验方法22-27
• 2.1 工艺路线22
• 2.2 合金制备22-25
• 2.2.1 合金成分设计22-23
• 2.2.2 熔炼铸造工艺23-24
• 2.2.3 合金成分测定24
• 2.2.4 热处理工艺24-25
• 2.3 显微组织结构观察与分析25-26
• 2.3.1 OM光学显微镜分析25
• 2.3.2 XRD物相分析25
• 2.3.3 SEM显微形貌观察25
• 2.3.4 EPMA物相成分分析25
• 2.3.5 TEM显微形貌观察和结构分析25-26
• 2.4 DSC差示扫描量热分析26
• 2.5 相图计算26-27
• 第3章 Mg-Gd-Ag三元系富镁角的相平衡研究27-58
• 3.1 引言27
• 3.2 400°C平衡态Mg-Gd-Ag合金微观组织分析27-42
• 3.2.1 400°C平衡态GQ1合金微观组织分析27-30
• 3.2.2 400°C平衡态GQ2合金微观组织分析30-32
• 3.2.3 400°C平衡态GQ3合金微观组织分析32-35
• 3.2.4 400°C平衡态GQ4合金微观组织分析35-37
• 3.2.5 400°C平衡态GQ5合金微观组织分析37-40
• 3.2.6 400°C平衡态GQ6合金微观组织分析40-42
• 3.3 450°C平衡态Mg-Gd-Ag合金微观组织分析42-53
• 3.3.1 450°C平衡态GQ1合金微观组织分析42-44
• 3.3.2 450°C平衡态GQ2合金微观组织分析44-47
• 3.3.3 450°C平衡态GQ3合金微观组织分析47-49
• 3.3.4 450°C平衡态GQ5合金微观组织分析49-51
• 3.3.5 450°C平衡态GQ6合金微观组织分析51-53
• 3.4 Mg-Gd-Ag合金平衡相组成总结53
• 3.5 Mg-Gd-Ag三元系平衡新相晶体结构分析53-56
• 3.6 本章小结56-58
• 第4章 Mg-Gd-Ag三元系热力学优化与计算58-79
• 4.1 引言58
• 4.2 Mg-Gd二元系实验数据评估与热力学计算58-60
• 4.2.1 Mg-Gd二元系实验数据评估58
• 4.2.2 溶体相的热力学模型58-59
• 4.2.3 金属间化合物相的热力学模型59-60
• 4.3 Mg-Ag二元系实验信息评估与热力学计算60-62
• 4.3.1 Mg-Ag二元系实验数据评估60-61
• 4.3.2 溶体相的热力学模型61
• 4.3.3 金属间化合物的热力学模型61-62
• 4.4 Ag-Gd二元系实验信息评估与热力学计算62-65
• 4.4.1 Ag-Gd二元系实验数据评估62-63
• 4.4.2 溶体相的热力学模型63
• 4.4.3 金属间化合物的热力学模型63-65
• 4.5 Mg-Gd-Ag三元系富Mg角热力学优化与计算65-78
• 4.5.1 Mg-Gd-Ag三元系富Mg角各相热力学模型讨论65-68
• 4.5.2 Mg-Gd-Ag三元系富Mg角等温截面计算结果分析讨论68-70
• 4.5.3 Mg-Gd-Ag合金中各相含量计算结果分析讨论70-74
• 4.5.4 DSC测试与计算结果对比讨论74-78
• 4.6 本章小结78-79
• 第5章 热力学计算在Mg-Gd-Ag系合金研制开发中的应用79-97
• 5.1 引言79
• 5.2 热力学计算指导合金成分设计79-83
• 5.2.1 Mg-Gd-Ag合金成分设计思路79-80
• 5.2.2 Mg-Gd-Ag合金理论设计成分80-83
• 5.3 Mg-Gd-Ag系合金研究方法83-85
• 5.3.1 合金熔炼工艺83
• 5.3.2 热处理工艺83-84
• 5.3.3 显微组织观察与分析84
• 5.3.4 硬度测试84
• 5.3.5 拉伸测试84-85
• 5.4 铸态Mg-Gd-Ag-Zr合金显微组织分析85-88
• 5.4.1 铸态 1#合金Mg-16.10Gd-0.42Ag-0.37Zr (wt.%)显微组织分析85-86
• 5.4.2 铸态 2#合金Mg-15.43Gd-0.89Ag-0.39Zr (wt.%)显微组织分析86-87
• 5.4.3 铸态 3#合金Mg-13.19Gd-1.46Ag-0.37Zr (wt.%)显微组织分析87-88
• 5.5 热力学计算指导合金热处理工艺制定88-93
• 5.5.1 1#合金Mg-16.10Gd-0.42Ag-0.37Zr (wt.%)热处理工艺制定88-90
• 5.5.2 2#合金Mg-15.43Gd-0.89Ag-0.39Zr (wt.%)热处理工艺制定90-91
• 5.5.3 3#合金Mg-13.19Gd-1.46Ag-0.37Zr (wt.%)热处理工艺制定91-93
• 5.6 Mg-Gd-Ag-Zr合金力学性能测试结果分析93-96
• 5.6.1 铸态Mg-Gd-Ag-Zr合金室温力学性能93-94
• 5.6.2 固溶态Mg-Gd-Ag-Zr合金室温力学性能94-95
• 5.6.3 时效态Mg-Gd-Ag-Zr合金室温力学性能95
• 5.6.4 Mg-Gd-Ag-Zr合金室温力学性能总结95-96
• 5.7 本章小结96-97
• 第6章 结论97-99
• 6.1 主要研究结论97-98
• 6.2 研究展望98-99
• 参考文献99-107
• 致谢107-108
• 攻读硕士期间所发表的学术论文108-110

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 陈林根,孙丰瑞;热力学优化理论的研究进展[J];武汉化工学院学报;2002年01期

2 龚伟平,陈腾飞,金展鹏;BaO-TiO_2-ZrO_2系热力学优化与计算及其应用[J];矿冶工程;2001年03期

3 李珊;多效蒸发系统热力学优化研究[J];西安交通大学学报;1994年08期

4 叶信宇,孙益民,乔芝郁,滕晓明,谈s鷖，

本文编号：794069