镁铝及镁稀土合金中析出相的电子显微学研究

发布时间：2021-08-19 16:58

　　在轻质高强镁合金中,镁铝系合金特别是Mg-9.0wt.%A1-1.0wt.%Zn镁合金,以其在可铸性、机械强度和延展性各方面的优势赢得愈来愈广阔的应用前景,材料研究工作者愈来愈重视对它的研究,特别是研究影响其强度和韧性的微观机理。本论文采用X射线衍射（XRD）,扫描电子显微术（SEM）和透射电子显微术（TEM）,研究了几种镁合金在固溶处理后时效过程中沉淀相的析出规律、晶体学特征及其时效强化机理。采用加热样品台,在透射电子显微镜内,对693K固溶后的铸态Mg-9.0wt.%Al-1.0wt.%Zn-4.0wt.%Sn合金的时效过程（403K温度下时效一个小时）,进行了实时原位观察。实验中未观察到G.P.或过渡相的出现,此外实验结果表明Mg-9.0wt.%A1-1.0wt.%Zn-4.0wt.%Sn合金中的连续析出沉淀相（γ-Mg17Al12）的颗粒数密度值（Nv=4.92×1010/mm3）大于同样热处理条件下的Mg-9.0wt.%Al-1.0wt.%Zn（AZ91）镁铝合金的连续析出颗粒数密度（N,=2.7×X109/mm3）.同时对比了Mg-9.0wt.%A1-1.0wt.%Zn-4... 

【文章来源】：武汉大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：112 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
论文主要创新点
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 选题背景
    1.2 固态相变基础理论
        1.2.1 脱溶沉淀的热力学理论与动力学理论
        1.2.2 连续沉淀和不连续沉淀
        1.2.3 脱溶沉淀过程中合金的力学性能
    1.3 镁铝系合金时效过程及固态相变理论研究现状
        1.3.1 镁铝合金中析出相的研究现状
        1.3.2 镁铝合金时效硬化效果的研究现状
        1.3.3 固态相变理论研究镁铝合金中析出相的现状
    1.4 镁锡系合金中沉淀相的研究现状
    1.5 镁稀土系合金中长周期结构相的研究现状
        1.5.1 长周期结构相的结构及其电子衍射图特征
        1.5.2 镁锌稀土系合金中的长周期结构相的研究现状
    1.6 非平衡凝固镁合金
    1.7 本文的研究目标、研究内容和研究方法
2 实验过程和方法
    2.1 镁合金材料成分的选择
        2.1.1 镁铝锌锡合金样品成分的选择
        2.1.2 镁钆锌合金样品成分的选择
    2.2 合金样品的制备
        2.2.1 铸态样品的制备
        2.2.2 快速凝固条带样品的制备
    2.3 热处理条件
    2.4 样品制备过程和分析方法
        2.4.1 扫描电子显微镜、金相样品制备及分析
        2.4.2 样品硬度的测量
        2.4.3 透射电子显微镜样品制备及分析
    2.5 实验中涉及的电子显微学理论及方法
        2.5.1 测量薄晶体厚度的会聚束电子衍射理论及方法
        2.5.2 高分辨透射电子显微术(HRTEM)
        2.5.3 扫描电子显微镜的电子背散射衍射(EBSD)方法
3 铸态Mg-Al-Zn-Sn合金的电子显微学研究及力学性能的研究
    3.1 合金的微观组织及力学性能研究
        3.1.1 Mg-9.0wt.%Al-1.0wt.%Zn-4.0wt.%Sn合金的时效硬度曲线
        3.1.2 Mg-9.0wt.%Al-1.0wt.%Zn-4.0wt.%Sn合金时效过程的显微组织分析
        3.1.3 Mg-9.0wt.%Al-1.0wt.%Zn-4.0wt.%Sn合金中的孪晶显微组织
    3.2 Mg-9.0wt.%Al-1.0wt.%Zn-4.0wt.%Sn合金时效过程析出相的透射电子显微镜研究
        3.2.1 析出相γ-Mg_(17)Al_(12)相与母相间的一种新取向关系
        3.2.2 析出相γ-Mg_(17)Al_(12)相与母相间的第二种新取向关系
    3.3 Mg-9.0wt.%A1-1.0wt.%Zn-4.0wt.%Sn合金时效过程的原位观察
    3.4 会聚束电子衍射(CBED)测样品厚度以及颗粒数密度N_v的计算
    3.5 本章小结
4 非平衡凝固Mg-Al-Zn-Sn合金的微观组织的研究
    4.1 Mg-9.0wt.%Al-1.0wt.%Zn-4.0wt.%Sn快速凝固合金中γ相的晶体学研究
        4.1.1 X射线衍射(XRD)实验分析
        4.1.2 透射电子显微术(TEM)分析
    4.2 Mg-9.0wt.%Al-1.0wt.%Zn-4.0wt.%Sn快速凝固合金中β相的晶体学研究
    4.3 本章小结
5 Mg-9.05 wt.%Gd-2.85wt.%Zn合金中长周期结构相的研究
    5.1 热处理前后铸态Mg-9.05wt.%Gd-2.85wt.%Zn合金的扫描电子显微镜研究
    5.2 热处理后铸态Mg-9.05wt.%Gd-2.85wt.%Zn合金的透射电子显微镜研究
        5.2.1 合金中长周期结构类型的透射电子显微镜研究
        5.2.2 合金中14H类型长周期结构相的结构模型
        5.2.3 Mg-9.05wt.%Gd-2.85wt.%Zn合金时效后的透射电子显微镜研究
    5.3 Mg-9.05wt.%Gd-2.85wt.%Zn合金时效过程早期的透射电子显微镜实时原位观察
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 主要研究成果
    6.2 存在的问题及展望
参考文献
攻读博士学位期间发表的学术论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]Mg-Gd-Y-Zn合金中长周期堆垛结构形成的原位准动态背散射电子显微研究[J]. 刘林林,孙威,王飞,张泽.  电子显微学报. 2008(04)
[2]合金元素对铸态镁合金中长周期堆垛结构的形成与特征的影响[J]. 付建强,孙威,谢中柱,刘林林,张泽.  金属学报. 2008(04)
[3]长周期结构增强镁合金的研究进展[J]. 张松,袁广银,卢晨,丁文江.  材料导报. 2008(02)
[4]Crystallography of Mg2Sn precipitates in Mg-Sn-Mn-Si alloy[J]. 张敏,张文征,祝国珍,余琨.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2007(06)
[5]快速凝固高性能镁合金研究进展——长周期堆垛有序结构镁合金[J]. 陈振华,周涛,陈鼎.  材料导报. 2007(11)
[6]AZ91 Mg-Al合金中γ-Mg17Al12析出相的多重位向关系及{112}γ伪孪晶关系[J]. 罗承萍,肖晓玲,刘江文,聂建峰,B.C.Muddle.  金属学报. 2002(07)
[7]HCP→BCC相变不变线及其晶体学特征[J]. 肖晓玲,罗承萍,刘江文.  中国科学E辑:技术科学. 2002(01)
[8]Invariant line and crystallography of HCP→BCC precipitation[J]. 肖晓玲,罗承萍,刘江文.  Science in China（Series E:Technological Sciences）. 2002(01)
[9]AZ91 Mg-Al合金中β-(Mg17Al12)析出相的形态及其晶体学特征[J]. 肖晓玲,罗承萍,聂建峰,B.C.Muddle.  金属学报. 2001(01)
[10]不变线应变原理及其在相变晶体学研究中的应用[J]. 罗承萍,肖晓玲,刘江文,吴东晓.  自然科学进展. 2000(03)



本文编号：3351790