累积叠轧法制备稀土镁合金及不同热处理对其力学性能影响研究

发布时间：2017-09-27 05:28

  本文关键词：累积叠轧法制备稀土镁合金及不同热处理对其力学性能影响研究

  更多相关文章： 累积叠轧 稀土镁 织构 力学性能 晶粒尺寸

【摘要】：本文所采用的材料为Mg-3Gd(wt.%)镁合金。首先采用不同工艺累积叠轧制备镁合金板材,并制备出一到五道次累积叠轧的板状材料,然后选取二道次累积叠轧的样品进行室温到500oC下不同温度一小时等温退火。采用显微硬度计测量显微硬度,采用万能拉伸实验机测试不同样品的力学性能,利用光学显微镜对不同温度退火以后的样品的显微组织进行了表征,利用SEM-EBSD对不同温度退火以后的样品的微观组织和织构进行了表征,分析了不同工艺条件下镁合金的轧制成型能力和力学行为,详细研究了不同退火温度对两个道次的累积叠轧变形Mg-3Gd镁合金织构、显微组织的影响以及变形机理,得到了以下主要结论:①在400oC下每道次轧制前保温8分钟,轧制速度为0.4m/s条件下成功制备出五个道次的Mg-3Gd镁合金板材,在第一个道次以后强度和硬度显著增加,一个道次以后随着道次的增加强度和塑性在小范围内变化,显微硬度趋于平稳。②第一、二、三道次的样品经室温到500oC不同温度等温退火以后显微硬度曲线趋势相同,在190o以前随着温度的增加材料的显微硬度增加,190oC以后随着温度的增加硬度下降。③在二道次的样品经不同温度退火以后的工程应力-应变曲线中,在190oC等温退火以后强度达到最大321MPa,延伸率为2%;在290oC时达到最好的强塑性匹配,抗拉强度为238MPa,延伸率为24.2%,与轧制前样品相比屈服强度为原始的2.3倍且保持延伸率不降低;经310oC等温退火一小时以后材料的塑性最好,延伸率为36.6%,抗拉强度为214MPa;320oC以及更高温度退火材料的强度和塑性都下降。在310oC到360oC区间退火,工程应力-应变曲线都表现出明显的屈服现象。④经290oC和300oC一小时等温退火以后材料沿轧向的横截面为基极沿轧向偏转的(0002)面织构,310oC退火时,样品主要为(0002)面织构,但是织构分散较大;320oC以及更高温度退火以后样品都为(0002)面随机织构。⑤随着退火温度的升高,样品的晶粒尺寸逐渐长大,且晶粒尺寸和屈服强度满足Hall-Petch关系。对于290oC和310oC的样品经过拉伸测试以后其显微组织中无明显的孪晶,360oC和400oC的样品中有较为明显的{10-12}86°1-210的拉伸孪晶。
【关键词】：累积叠轧 稀土镁 织构 力学性能 晶粒尺寸
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG339;TG166.4;TG146.22
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-23
• 1.1 引言8-12
• 1.1.1 镁合金的基本性质8-10
• 1.1.2 镁合金的应用10-12
• 1.2 镁合金的常用强化方法12-14
• 1.2.1 固溶强化12-13
• 1.2.2 析出强化13
• 1.2.3 弥散强化13-14
• 1.2.4 细晶强化14
• 1.3 ARB在镁合金成型中的应用14-19
• 1.3.1 ARB工艺原理14-16
• 1.3.2 ARB工艺的研究现状16-17
• 1.3.3 轧制工艺参数17-19
• 1.4 镁合金的织构19-22
• 1.4.1 稀土元素对镁合金的影响19-20
• 1.4.2 不同加工工艺对镁合金织构的影响20-22
• 1.5 课题研究的意义与内容22-23
• 1.5.1 研究目的和意义22
• 1.5.2 研究的主要内容22-23
• 2 实验材料及实验方法23-27
• 2.1 实验材料及制备23-24
• 2.1.1 实验原始材料23
• 2.1.2 挤压与热轧加工23
• 2.1.3 形变材料的退火工艺23-24
• 2.2 实验方法24-26
• 2.2.1 材料显微硬度测试24
• 2.2.2 拉伸实验24-25
• 2.2.3 EBSD微结构表征25-26
• 2.3 本章小结26-27
• 3 ARB工艺制备Mg-Gd合金板材27-37
• 3.1 轧制前样品的准备27-29
• 3.2 ARB轧制工艺29-36
• 3.2.1 不同轧制温度对材料的成形性影响29-31
• 3.2.2 不同的轧制速度对材料的成形性及性能的影响31-34
• 3.2.3 轧制过程中的常见缺陷及解决方法34-36
• 3.3 本章小结36-37
• 4 热处理对形变MG-Gd合金组织和织构的影响37-48
• 4.1 退火过程中的显微硬度变化37-40
• 4.2 形变材料在退火过程中的微观组织和织构的演变40-47
• 4.2.1 退火过程中的微观组织的演变40-43
• 4.2.2 退火过程中的织构的演变43-47
• 4.3 本章小结47-48
• 5 形变Mg-Gd合金在退火过程中的力学性能研究48-62
• 5.1 不同温度退火以后Mg-Gd合金的力学性能48-51
• 5.2 超细晶镁合金的变形机理51-53
• 5.3 织构和晶粒尺寸对Mg-Gd合金力学性能的影响53-61
• 5.3.1 织构对Mg-Gd合金力学性能的影响53-54
• 5.3.2 晶粒尺寸对Mg-Gd合金力学性能的影响54-61
• 5.4 本章小结61-62
• 6 结论62-63
• 致谢63-64
• 参考文献64-69
• 附录 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录69

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李年善;;全国第三届叠轧薄板技术交流会在柳钢召开[J];轧钢;1987年04期

2 王耀奇;侯红亮;李志强;任学平;许荣昌;;纯铝累积叠轧焊组织与性能演变规律研究[J];塑性工程学报;2006年04期

3 方建敏;张杏耀;单爱党;吴建生;;累积叠轧焊不锈钢的组织和性能[J];机械工程材料;2006年08期

4 吕爽;王快社;张兵;刘漫博;;累积叠轧1060纯铝组织与性能的研究[J];材料研究与应用;2007年03期

5 陈亮维;史庆南;陈登权;王军丽;谢明;;叠轧法深度塑性变形铜组织的研究[J];昆明理工大学学报(理工版);2008年06期

6 吴慧娟;容耀;李向东;杨哲;严学波;刘鹏聪;;宽幅纯钛薄板的叠轧工艺[J];中国有色金属学报;2010年S1期

7 周蕾;史庆南;王军丽;米辉;刘润;;异步累积叠轧纯铜材的取向变化过程与力学性能[J];材料工程;2013年03期

8 廖乐杰;;铝薄板叠轧的工艺要求[J];铝加工;1992年05期

9 王立仁;;冶金部轧钢信息网第八届叠轧薄板冷热轧宽带生产技术经验交流会召开[J];山东冶金;1996年05期

10 许荣昌;任学平;唐荻;侯红亮;王耀奇;王小红;温永红;;累积叠轧焊强加工制备亚微米金属材料的研究[J];塑性工程学报;2006年04期

中国重要会议论文全文数据库 前7条

1 史庆南;王军丽;王效琪;郑巍黎;陈明昕;;叠轧制备超细晶铜材的初步探索[A];2004年材料科学与工程新进展[C];2004年

2 吴慧娟;容耀;李向东;杨哲;严学波;刘鹏聪;;宽幅纯钛薄板的叠轧工艺[A];第十四届全国钛及钛合金学术交流会论文集（下册）[C];2010年

3 陈玉良;史庆南;罗许;韩波;黎志勇;;刚塑性有限元法分析异步叠轧对纯铜晶粒细化的影响[A];2008全国功能材料科技与产业高层论坛论文集[C];2008年

4 王耀奇;侯红亮;李志强;许荣昌;;累积叠轧焊纯铝的微观组织与力学性能研究[A];第二届中国航空学会青年科技论坛文集[C];2006年

5 史庆南;王军丽;王效琪;郑巍黎;陈明昕;;叠轧制备超细晶铜材的初步探索[A];2004年中国材料研讨会论文摘要集[C];2004年

6 庞洪;张海龙;王希哲;吴凯;陈东;;包覆叠轧TA7钛合金薄板的组织与力学性能[A];第十四届全国钛及钛合金学术交流会论文集（上册）[C];2010年

7 洪权;曾卫东;赵永庆;杨冠军;;Ti64合金包覆叠轧箔材的织构及其对性能的影响[A];2004年中国材料研讨会论文摘要集[C];2004年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 刘跃武;从叠轧热板价格上扬谈起[N];中国冶金报;2001年

中国博士学位论文全文数据库 前4条

1 周蕾;大变形异步叠轧与热处理调控超细晶铜组织结构与性能研究[D];昆明理工大学;2013年

2 王军丽;超细晶铜材的大变形异步叠轧制备技术、组织演变过程与性能研究[D];昆明理工大学;2007年

3 汪汐涌;双层叠轧铜箔的组织性能和表面形貌特征及形成机理[D];北京科技大学;2015年

4 陈亮维;大变形叠轧制备超细晶铜材织构组织演变规律研究[D];昆明理工大学;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 薛广记;电致诱导镁板材异步叠轧技术研究[D];济南大学;2015年

2 黄帅;累积叠轧法制备稀土镁合金及不同热处理对其力学性能影响研究[D];重庆大学;2015年

3 王效琪;叠轧法制备超细晶铜材工艺基础研究[D];昆明理工大学;2005年

4 陈玉良;纯铜大变形异步叠轧数值模拟及工艺优化设计[D];昆明理工大学;2009年

5 刘润;异步叠轧制备超细孪晶铜及性能研究[D];昆明理工大学;2013年

6 方爽;累积叠轧法制备纳米多层镁合金研究[D];太原理工大学;2012年

7 崔浩;异步叠轧制备超细晶铜材的变形与组织研究[D];昆明理工大学;2007年

8 肖心萍;累积叠轧焊法制备超细晶镁合金及组织细化机制研究[D];燕山大学;2006年

9 米辉;大变形异步叠轧辅以热处理制备超细孪晶铜及其形成机制研究[D];昆明理工大学;2011年

10 李书磊;叠轧制备5083铝合金多尺度超细晶工艺研究[D];燕山大学;2013年

，

本文编号：927888