稀土变质和超声处理对过共晶Mg-Si合金组织与性能的影响

发布时间：2017-09-19 07:22

  本文关键词：稀土变质和超声处理对过共晶Mg-Si合金组织与性能的影响

  更多相关文章： Mg-Si合金 稀土 Mg_2Si 变质 超声处理

【摘要】：论文以过共晶Mg-3.2Si合金为研究对象,采用不同配比的两种稀土(Er和Ce、Er和Gd)复合变质Mg-3.2Si母合金。探究了复合稀土变质对过共晶Mg-3.2Si合金组织与性能的影响规律,并探讨了变质机理。其次,对获得的最佳变质效果合金进行超声处理,进一步细化了过共晶Mg-3.2Si合金中的Mg2Si相,探究了超声处理对过共晶Mg-3.2Si合金中初生Mg2Si相和共晶Mg2Si相形貌与尺寸的变化规律,并探讨了超声处理对过共晶Mg-3.2Si合金显微组织和力学性能的影响机制。在过共晶Mg-3.2Si合金中添加复合稀土(Er和Ce)变质,得出结论:单独添加稀土Er,能有效地抑制凝固过程中初生Mg2Si相的生长。当稀土Er的添加量为0.6wt.%Er时,初生Mg2Si相的平均尺寸从150μm减小到40μm,其形态从粗大的树枝状变为不规则多面体形状,细化效果较佳。在最佳0.6wt.%Er变质基础上,添加1.0wt.%Ce时,可获得5~10μm大小的多面体或球状初生Mg2Si相,变质效果最佳。但是稀土(Er或Ce)添加过量,稀土对初生Mg2Si相均会产生过变质现象。并且,复合变质对过共晶Mg-3.2Si合金的抗拉强度与伸长率的影响也十分明显,当复合添加0.6wt.%Er和1.0wt.%Ce时,合金试样的抗拉强度σb与伸长率δ分别提升到127MPa和3.7%最大值。在过共晶Mg-3.2Si合金中添加复合稀土(Er和Gd)变质,得出结论:在最佳稀土0.6wt.%Er变质基础上,继续添加稀土Gd,可以有效抑制凝固过程中初生Mg2Si相的各向异性生长。当复合添加0.6wt.%Er和0.6wt.%Gd时,可获得10~25μm大小的多面体状初生Mg2Si相。但是,当稀土Gd继续增加,会产生过变质现象。并且,复合稀土(Er与Gd)对过共晶Mg-3.2Si合金的抗拉强度与伸长率的影响十分明显,当复合加入0.6wt.%Er和0.6wt.%Gd时,合金试样的抗拉强度σb与伸长率δ分别达到112 MPa和3.2%最大值。将最佳变质(Mg-3.2Si+0.6Er+1.0Ce)合金进行超声处理,得出结论:超声处理可以有效改变初生Mg2Si相的形状和尺寸,当作用功率超过900w时,可获得颗粒状的初生Mg2Si相,细化效果最佳。超声处理也可以有效改变共晶Mg2Si相的形状和尺寸,当作用功率达到1200w时,可获得小于10μm长度的纤维状共晶Mg2Si相,细化效果最佳。并且,超声处理对合金力学性能的影响显著,随着超声波作用功率的不断增加,抗拉强度和延伸率也不断提高,当超声波的作用功率达到1200w时,试样的抗拉强度σb和伸长率δ可达到158MPa和4.5%,分别提升约24.4%和21.6%。将最佳变质(Mg-3.2Si+0.6Er+0.6Gd)合金进行超声处理,得出结论:超声处理可以有效改变合金中初生Mg2Si相的形态和尺寸,当作用功率达到1200w时,可获得颗粒状的初生Mg2Si相,细化效果最佳。超声处理也可以有效改变合金中共晶Mg2Si相的形态和尺寸,当作用功率超过900w时,可获得5μm长度短棒状或纤维状的共晶Mg2Si相,细化效果最佳。并且,合金经过超声处理后,其抗拉强度与伸长率的提升均比较明显,当超声波的作用功率达到1200w时,试样的抗拉强度σb和伸长率δ可达到145MPa和4.1%,分别提升约29.5%和28.2%。
【关键词】：Mg-Si合金 稀土 Mg_2Si 变质 超声处理
【学位授予单位】：南昌航空大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG146.22
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-22
• 1.1 引言9-10
• 1.2 镁硅合金研究现状10
• 1.3 Mg_2Si的研究现状10-18
• 1.3.1 Mg_2Si的应用研究现状11-13
• 1.3.2 镁合金中Mg_2Si相的细化13-16
• 1.3.3 Mg_2Si的变质机理16-18
• 1.4 超声处理18-20
• 1.4.1 工业超声的研究现状18-19
• 1.4.2 超声波的作用机制19-20
• 1.5 本课题的研究意义、目的及主要内容20-22
• 1.5.1 选题意义和目的20-21
• 1.5.2 研究内容21-22
• 第2章 实验方法22-27
• 2.1 技术路线22
• 2.2 实验合金的制备22-25
• 2.2.1 合金成分设计22-23
• 2.2.2 实验准备23-24
• 2.2.3 合金的熔炼及成型24-25
• 2.3 组织分析和性能测试25-27
• 2.3.1 试样组织分析25-26
• 2.3.2 力学性能测试26-27
• 第3章 稀土Er和Ce复合变质对Mg-3.2Si合金组织与性能的影响27-38
• 3.1 稀土Er对Mg-3.2Si合金中初生Mg2Si相的影响27-28
• 3.2 稀土Er、Ce复合变质对Mg-3.2Si合金的影响28-34
• 3.2.1 稀土Er和Ce复合变质对Mg-3.2Si合金组织的影响28-33
• 3.2.2 稀土Er和Ce复合变质对Mg-3.2Si合金性能的影响33-34
• 3.3 稀土Er、Ce复合变质机理34-36
• 3.4 本章结论36-38
• 第4章 稀土Er、Gd复合变质对Mg-3.2Si合金组织与性能的影响38-45
• 4.1 稀土Er、Gd复合变质对Mg-3.2Si合金组织的影响38-41
• 4.2 稀土 Er、Gd 复合变质对 Mg-3.2Si 合金性能的影响41-42
• 4.3 变质机理42-44
• 4.4 本章结论44-45
• 第5章 超声处理对Mg-Si合金组织与性能的影响45-56
• 5.1 超声处理对Mg-3.2Si+0.6Er+1.0Ce合金组织与性能的影响45-48
• 5.1.1 超声处理对Mg-3.2Si+0.6Er+1.0Ce合金中Mg2Si相的影响45-47
• 5.1.2 超声处理对Mg-3.2Si+0.6Er+1.0Ce合金性能的影响47-48
• 5.2 超声处理对Mg-3.2Si+0.6Er+0.6Gd合金组织与性能的影响48-52
• 5.2.1 超声处理对Mg-3.2Si+0.6Er+0.6Gd合金中Mg2Si相的影响48-50
• 5.2.2 超声处理对Mg-3.2Si+0.6Er+0.6Gd合金性能的影响50-52
• 5.3 超声作用机理52-54
• 5.4 本章结论54-56
• 第6章 结论56-58
• 参考文献58-64
• 攻读学位期间发表文章64-65
• 致谢65-66

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 范婉平,祝光荣;过共晶铸铁定碳定硅样杯研制成功[J];铸造;1984年06期

2 王正军;刘莲香;;镁对过共晶铝铁合金组织形貌的影响[J];中国有色冶金;2010年05期

3 邹裕厚;过共晶铝硅活塞合金的研制与生产[J];特种铸造及有色合金;1990年05期

4 吴春京,沈定钊,孔宪候,董振宇;高炉过共晶铁水的热分析定硅[J];北京科技大学学报;1990年06期

5 涂赣峰，，张成祥，任存治，李春材，梁西有;钡对稀土在过共晶铁水中吸收率的影响[J];稀土;1995年06期

6 赵作福;齐锦刚;王建中;;过共晶铝-硅合金处理技术的研究进展[J];轻合金加工技术;2010年06期

7 何R

本文编号：880299