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热挤压Mg-Zn-Zr-Y合金的低周疲劳行为

作　者: 尹淑英
导　师: 陈立佳；马春艳
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 材料学
关键词: Mg-Zn-Zr合金 稀土元素Y 低周疲劳 循环应力-应变
分类号: TG379
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


由于具有密度低、比强度高、阻尼性能良好等优良性能,近年来,镁合金尤其是采用热挤压技术制备的变形镁合金已经得到越来越多的关注。为了研究稀土元素Y以及不同热处理对热挤压Mg-7%Zn-0.6%Zr系镁合金的疲劳行为的影响,对挤压态、时效态和固溶+时效态的Mg-7%Zn-0.6%Zr(-0.5%Y)合金进行了室温低周疲劳实验。实验结果表明,不同处理状态的热挤压Mg-7%Zn-0.6%Zr(-0.5%Y)合金表现为循环应变硬化和循环稳定。稀土元素Y的添加可以提高挤压态Mg-7%Zn-0.6%Zr合金在较高外加总应变幅下的循环变形抗力,可以提高时效态合金在绝大多数外加总应变幅下的循环变形抗力,可以提高固溶+时效态合金在各个外加总应变幅下的循环变形抗力。时效处理可以提高热挤压Mg-7%Zn-0.6%Zr(-0.5%Y)合金在每个外加总应变幅下的循环变形抗力。固溶+时效处理对热挤压Mg-7%Zn-0.6%Zr合金的循环变形抗力的影响较为复杂,但可以提高热挤压Mg-7%Zn-0.6%Zr-0.5%Y合金在绝大多数外加总应变幅下的循环变形抗力。稀土元素Y的添加可以明显提高挤压态和固溶+时效态Mg-7%Zn-0.6%Zr合金的低周疲劳寿命,同时可以提高时效态Mg-7%Zn-0.6%Zr合金在较低外加总应变幅下的低周疲劳寿命。时效处理可以改善热挤压Mg-7%Zn-0.6%Zr合金在较高外加总应变幅下的低周疲劳寿命,但会降低热挤压Mg-7%Zn-0.6%Zr -0.5%Y合金的低周疲劳寿命。固溶+时效处理可以提高热挤压Mg-7%Zn-0.6%Zr (-0.5%Y)合金在较高外加应变幅下的低周疲劳寿命。对于不同处理状态的热挤压Mg-7%Zn-0.6%Zr(-0.5%Y)合金而言,其载荷反向周次与弹性应变幅之间服从Basquin公式,同时与塑性应变幅之间服从Coffin-Manson公式。在外加总应变控制的低周疲劳加载条件下,不同加工处理状态的热挤压Mg-7%Zn-0.6%Zr(-0.5%Y)合金的疲劳裂纹均以穿晶方式于疲劳试样表面萌生,且以穿晶方式进行扩展。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章 概论  10-22
  1.1 镁合金分类与强化  10-14
    1.1.1 镁合金的分类  10-11
    1.1.2 镁合金的强化  11-14
  1.2 变形镁合金  14-17
    1.2.1 变形镁合金的主要合金系列  14-16
    1.2.2 变形镁合金的挤压成形工艺  16-17
  1.3 稀土变形镁合金  17-19
    1.3.1 稀土微合金化的变形镁合金  17-18
    1.3.2 稀土主合金化的变形镁合金  18-19
  1.4 镁合金的疲劳及断裂行为  19-21
    1.4.1 镁合金的疲劳与断裂  19-20
    1.4.2 镁合金疲劳性能的改善途径  20-21
  1.5 本课题提出的意义  21-22
第二章 实验材料、设备及方法  22-24
  2.1 实验材料  22
  2.2 实验设备  22
  2.3 实验方案  22-24
    2.3.1 Mg-7% Zn-0.6% Zr(-0.5%Y)合金的  22-23
    2.3.2 Mg-7% Zn-0.6% Zr(-0.5%Y)合金的热  23
    2.3.3 Mg-7% Zn-0.6% Zr(-0.5%Y)合金的热  23
    2.3.4 Mg-7% Zn-0.6% Zr(-0.5%Y)合金的显微  23
    2.3.5 Mg-7% Zn-0.6% Zr(-0.5%Y)合金的低周疲劳  23
    2.3.6 Mg-7% Zn-0.6% Zr(-0.5%Y)合金的疲劳断口  23-24
第三章 实验结果  24-56
  3.1 镁合金的显微组织  24-26
  3.2 镁合金的循环应力响应行为  26-40
    3.2.1 热挤压Mg-Zn-Zr 合金的循环应力响应行为  26-28
    3.2.2 热挤压Mg-Zn-Zr-Y 合金的循环应力响应行为  28-30
    3.2.3 Y 对合金循环应力响应行为的影响  30-36
    3.2.4 热处理对合金循环应力响应行为的影响  36-40
  3.3 镁合金的低周疲劳寿命  40-48
    3.3.1 Y 对合金低周疲劳寿命的影响  40-41
    3.3.2 热处理对合金低周疲劳寿命的影响  41-43
    3.3.3 合金低周疲劳寿命的预测  43-48
  3.4 镁合金循环应力-应变行为  48-50
  3.5 镁合金疲劳断口形貌  50-56
    3.5.1 疲劳裂纹源区形貌  50-53
    3.5.2 疲劳裂纹扩展区形貌  53-56
第四章 讨论  56-62
  4.1 合金的显微组织  56-57
  4.2 合金的循环应力响应行为  57-59
  4.3 合金的低周疲劳寿命行为  59-60
  4.4 合金的疲劳断裂行为  60-62
第五章 结论  62-63
参考文献  63-66
在学研究成果  66-67
致谢  67

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属压力加工 > 挤压 > 有色金属及合金挤压
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