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Ce/Gd/Nd微合金化对镁合金组织与性能的影响

作　者: 马宁
导　师: 彭秋明
学　校: 燕山大学
专　业: 材料学
关键词: 镁合金再结晶位错密度织构阻尼性能
分类号: TG146.22
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 3次
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内容摘要

镁稀土合金具有良好的机械加工性、阻尼性、电磁屏蔽性能和易于回收利用以及低密度等特点，因此，逐渐成为高新技术和民用工业领域的理想替代材料。变形镁合金的开发与应用也正在受到越来越多的重视。本文讨论了微量稀土元素(RE：Ce，Gd，Nd wt.%)和变形加工对Mg-Mn系合金的再结晶行为、微观结构和阻尼性能的影响。采用区域提纯的方法制备Mg-RE合金，并进行反向挤压和热轧制技术处理，通过显微硬度测试和采用Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov模型来反映再结晶行为；使用X射线衍射仪来研究位错密度的变化；使用背散射电子衍射和透射电子显微镜来观察织构和微观结构的演变。研究表明，稀土元素的添加能明显的减小晶粒尺寸，少量的稀土元素有利于镁合金的回复行为。例如Ce的加入使回复所需要的温度降低，由于晶界处细小的沉淀相的存在，抑制了高温时晶粒的长大。通过分析合金再结晶体积分数的变化规律可以发现，纯镁的Avrami指数范围为0.64~1.16，但是随着稀土元素的增加其范围逐渐减小，并且稀土元素加入阻碍再结晶。与纯镁不同，Mg-1RE合金退火后，基面上的位错密度减小；由于位错类型的变化，在低温下观察到Mg-1Ce合金中存在Snoek-K ster位错弛豫。通过分析阻尼容量能的大小得出，纯镁在中间温度的阻尼峰与镁的自扩散有关。相应的，高温下却观察到Mg-1RE合金中的稳定的阻尼峰，这归因于Zener弛豫。在高频和低频区所有的试样均有较好的阻尼性能，与此同时，由于织构弱化，最大的阻尼值提高，并且温度范围随着稀土元素的增加而减小。为开发低温高塑性镁稀土合金和将来的薄壁和复杂镁合金件提供新的选择。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-10
第1章绪论  10-20
  1.1 课题背景及研究的目的和意义  10-11
  1.2 变形镁合金的研究现状与应用  11-15
  1.3 稀土在镁合金中应用的现状  15-18
    1.3.1 稀土在镁合金中的作用  15-17
    1.3.2 稀土镁合金的研究现状  17-18
  1.4 本文的主要研究内容  18-20
第2章试验方法以及分析手段  20-26
  2.1 研究方法、技术路线  20
  2.2 实验材料与设备  20-21
  2.3 合金的制备  21-22
  2.4 合金热处理  22-23
    2.4.1 固溶处理  22
    2.4.2 退火处理  22-23
  2.5 合金的成分及组织分析  23-24
    2.5.1 合金实际成分分析  23
    2.5.2 光学组织分析  23
    2.5.3 合金晶粒尺寸测定  23
    2.5.4 XRD 物相分析  23
    2.5.5 织构分析  23-24
    2.5.6 SEM 分析  24
    2.5.7 TEM 分析  24
  2.6 硬度测试  24-25
  2.7 阻尼性能测试  25-26
第3章稀土微合金化对轧制镁合金再结晶及阻尼性能的影响  26-44
  3.1 再结晶行为  27-30
  3.2 组织结构演变  30-31
  3.3 位错密度  31-33
  3.4 织构  33-36
  3.5 阻尼性能  36-39
  3.6 讨论  39-43
    3.6.1 晶界迁移  39-40
    3.6.2 低温下 Snoek-K ster 位错的弛豫  40-41
    3.6.3 中间温度下纯镁的内摩擦  41
    3.6.4 高温下的 Zener 弛豫  41-43
  3.7 本章小结  43-44
第4章 Gd/Nd 微合金化对挤压镁合金组织和硬度的影响  44-53
  4.1 合金的化学成分  44-45
  4.2 铸态合金组织分析  45-46
  4.3 挤压合金  46-51
    4.3.1 显微组织  46-48
    4.3.2 退火态组织  48-50
    4.3.4 硬度与晶粒尺寸  50-51
  4.4 讨论  51-52
  4.5 本章小结  52-53
第5章 Ce 对挤压合金的回复行为和力学性能的影响  53-62
  5.1 合金的化学成分  53-54
  5.2 组织特征  54-56
    5.2.1 铸态合金的显微组织  54
    5.2.2 挤压合金的显微组织  54-56
  5.3 回复行为  56-60
  5.4 力学性能  60-61
  5.5 讨论  61
  5.6 本章小结  61-62
结论  62-63
参考文献  63-70
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果  70-72
致谢  72-73
作者简介  73

Ce/Gd/Nd微合金化对镁合金组织与性能的影响

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