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Mg-4Y-3Nd-xDy-0.5Zr铸态及热处理态组织演变与性能

作　者: 张洪雪
导　师: 孙剑飞
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 材料加工工程
关键词: Mg-4Y-3Nd-xDy 固溶 晶粒尺寸 块状相 面密度
分类号: TG166.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


Mg-Y-Nd系合金中的WE43合金因其优良的室温力学性能、稳定的高温力学性能以及较强的耐腐蚀性，在国外已广泛地应用于航天、航空、汽车等领域。WE43合金T6(固溶+人工时效)处理后可以获得优良的高温力学性能。本文在WE43合金的成分基础上添加Dy元素制得Mg-4Y-3Nd-xDy-0.5Zr(x=2，3，5)合金，对合金进行不同的固溶处理，研究固溶处理对合金的相组成及其分布、晶粒生长的影响规律，并分析固溶过程中合金相及组织演变对时效态合金的高温力学性能的影响。在不同固溶工艺下对Mg-4Y-3Nd-xDy-0.5Zr(x=2，3，5)合金进行固溶处理。在500℃固溶处理，Mg-4Y-3Nd-xDy-0.5Zr(x=3，5)合金随着固溶时间的增加，合金中的骨骼状相逐渐减少，块状相的面密度逐渐增大。Mg-4Y-3Nd-2Dy-0.5Zr合金随着固溶时间的增加，相在界面能的作用下结构由骨骼状逐渐变成团块状。在525℃固溶处理，随着固溶时间的增加，合金中的骨骼状相逐渐减少，Mg-4Y-3Nd-xDy-0.5Zr(x=3，5)合金的块状相的面密度逐渐增大，但是Mg-4Y-3Nd-2Dy-0.5Zr的块状相密度先增大后减小。在550℃固溶处理，Mg-4Y-3Nd-xDy-0.5Zr(x=2，3，5)合金随着固溶时间的增加，合金中的骨骼状相快速固溶完全，块状相也逐渐减少，到固溶40h时基本消失。对于Mg-4Y-3Nd-xDy-0.5Zr(x=2，3，5)合金，在500℃和525℃固溶处理中，合金晶粒尺寸的增大速率随固溶时间的增加逐渐减小。这主要是在固溶初期合金存在大量相在晶界位置，在相对晶界强大的钉扎作用下晶粒增大方式主要为相近晶向的临近晶粒合并，但是随着时间的增加，骨状相逐渐减少，相对晶界的钉扎作用减弱，晶粒的增大方式逐渐转变为晶界滑移晶粒吞并方式。然而，在550℃固溶处理，合金晶粒尺寸随固溶时间的增大速率逐渐增大。这主要是因为在550℃固溶处理，随着固溶时间的增加，骨状相快速固溶进基体，同时块状相数量也逐渐减少消失，使得相对晶界的钉扎作用快速减小进而消失，导致合金晶粒的增大速率呈现增大的趋势。另外，经过相同固溶工艺处理后，合金中的Dy含量越高，晶粒尺寸越小，进一步说明了相对晶界的钉扎作用是影响晶粒尺寸增长的主要作用。不同固溶工艺固溶+225℃时效12h处理的Mg-4Y-3Nd-3Dy-0.5Zr合金250℃的拉伸力学性能中，525℃固溶8h的合金的抗拉强度最高，达到302MPa，比经过T6处理的WE43合金提高了约21%，525℃固溶40h的合金的延伸率最高，达到17.7%，为T6处理后WE43合金的4-6倍。随着固溶温度和固溶时间的增加，合金的断裂方式由韧性的微孔聚集型断裂向脆性解理断裂转变，由穿晶断裂向沿晶断裂转变。块状相对合金性能有强化作用，但块状相面密度减小，固溶态和时效态合金的强度增加，延伸率下降。

全文目录


摘要  4-6
Abstract  6-10
第一章 绪论  10-20
  1.1 课题来源及研究意义  10-11
  1.2 稀土镁合金的研究  11-14
  1.3 稀土镁合金铸态及热处理态组织  14-15
  1.4 稀土镁合金的强化处理  15-19
  1.5 本文的主要研究内容  19-20
第二章 材料制备及实验方案  20-26
  2.1 实验方案  20
  2.2 合金铸锭的制备  20-23
  2.3 热处理工艺  23
  2.4 力学性能检测及组织观察  23-26
第三章 MG-4Y-3ND-XDY-0.5ZR 合金铸态及固溶态组织  26-59
  3.1 引言  26
  3.2 合金铸态组织  26-27
  3.3 冷却速度对合金铸态组织的影响  27-29
  3.4 合金固溶态组织  29-33
  3.5 固溶对合金相的影响  33-45
  3.6 固溶对合金晶粒的影响  45-55
  3.7 固溶后冷却方式对合金组织的影响  55-57
  3.8 本章小结  57-59
第四章 合金时效组织及性能  59-78
  4.1 引言  59
  4.2 时效对合金组织及性能的影响  59-63
  4.3 合金的晶粒尺寸及相组织对高温力学性能的影响  63-75
  4.4 时效对合金高温力学性能的影响  75-77
  4.5 本章小结  77-78
结论  78-79
参考文献  79-84
致谢  84

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属学与热处理 > 热处理 > 有色金属及其合金的热处理 > 镁及其合金的热处理
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