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Mg_（65）Cu_（25）Y_（10）非晶合金的制备及晶化研究

作　者: 郑亮亮
导　师: 张忠明
学　校: 西安理工大学
专　业: 材料科学与工程
关键词: 镁合金 非晶 快速凝固 晶化
分类号: TG139.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


镁基非晶合金具有较强的玻璃形成能力,其中Mg65Cu25Y10合金在镁基非晶合金具有最大的过冷液相区和最高的玻璃形成能力。本文利用单辊甩带法制备了快速凝固Mg65Cu25Y10非晶薄带,利用X射线衍射仪、差示扫描量热仪等分析手段对非晶薄带玻璃形成能力、晶化和熔化行为进行了分析。对Mg65Cu25Y10非晶薄带进行晶化处理,研究不同的晶化工艺对合金组织的影响,并对合金的硬度进行分析。主要结论如下：(1)随着辊速的提高,薄带的宽度和厚度也逐渐减小。辊速为17m/s,23m/s,28m/s时,非晶薄带宽度为0.5～5mm、厚度为30～150μm。利用一维傅立叶热传导方程估算50μm厚的薄带在辊速为17-28m／s时的冷却速率为6.59×106～1.65×108K／s。(2)Mg65Cu25Y10非晶合金具有较好的热稳定性,过冷液相区宽度最大为56K；Mg65Cu25Y10非晶合金具有较大的玻璃形成能力,其约化温度为0.54;Mg65Cu25Y10非晶合金的判定参数γ为0.407,计算得到的形成非晶的临界冷却速率为102K／s。(3)Mg65Cu25Y10非晶合金的晶化过程是一个两级晶化过程,且具有明显的动力学效应。随着加热速率的升高,Mg65Cu25Y10非晶的玻璃转变温度、晶化起始温度和晶化峰温度均向高温区移动。利用Kissinger法和Ozawa积分法计算的Mg65Cu25Y10非晶合金的表观激活能结果相近。(4)随着退火温度和退火时间的变化,Mg65Cu25Y10非晶合金的析出结晶相、结晶度不同。低温退火时形成α-Mg和CuMg2；高温退火时形成Mg24Y5、Mg2Y和Cu2Y,当温度大于580K保温较长的时间,析出相Mg24Y5分解。随着温度的升高,结晶度增大,由330K时的2.56%增大到580K时的90.21%。(5)非晶合金的晶化过程中,合金的硬度是由固溶强化和弥散强化机制的综合效果决定的,硬度在双重作用下表现为先上升后下降的趋势,在450K下进行退火处理,保温1h可以使合金的硬度达到最大值278Hv0.05,在580K下退火,保温4h时得到最低硬度188HV0.05。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
1 绪论  8-20
  1.1 非晶态合金  8-16
    1.1.1 非晶态合金发展概况  8-9
    1.1.2 非晶态合金的结构、特点及用途  9
    1.1.3 非晶态合金的形成  9-11
    1.1.4 非晶态材料的制备工艺  11-13
    1.1.5 非晶合金的玻璃形成能力  13-15
    1.1.6 镁基非晶合金研究进展  15-16
  1.2 非晶合金的晶化  16-18
    1.2.1 晶化基本理论  16-17
    1.2.2 非晶晶化方法  17-18
  1.3 本课题研究的目的与任务  18-20
2 试验方法及分析手段  20-27
  2.1 实验原料  20
  2.2 实验设备  20
  2.3 实验工艺流程  20-23
    2.3.1 合金的熔炼  20-21
    2.3.2 单辊甩带法制备非晶合金  21-23
    2.3.3 等温晶化处理  23
  2.4 分析测试方法  23-26
    2.4.1 X射线衍射仪  23-24
    2.4.2 差热分析  24-25
    2.4.3 显微硬度测试  25-26
  2.5 技术路线  26-27
3 Mg-Cu-Y非晶合金薄带制备及分析  27-34
  3.1 合金设计理论  27-29
  3.2 非晶薄带的分析  29-33
    3.2.1 薄带的宏观特征  29-30
    3.2.2 XRD分析  30-31
    3.2.3 薄带的冷却速度  31-33
  3.3 本章小结  33-34
4 Mg_(65)Cu_(25)Y_(10)非晶合金的晶化动力学研究  34-50
  4.1 玻璃形成能力研究  34-41
    4.1.1 影响非晶形成能力的因素  34-37
    4.1.2 非晶合金玻璃形成能力判据  37-38
    4.1.3 Mg_(65)Cu_(25)Y_(10)非晶形成能力及热稳定性分析  38-41
  4.2 晶化动力学分析  41-49
    4.2.1 晶化动力学分析理论  41-43
    4.2.2 动力学分析常用模型  43-45
    4.2.3 晶化动力学参数计算  45-49
  4.3 本章小结  49-50
5 晶化行为分析  50-64
  5.1 非晶晶化过程分析  50-51
  5.2 实验方法  51-53
    5.2.1 参数选定  51-52
    5.2.2 结晶度测试方法  52-53
  5.3 XRD分析  53-59
    5.3.1 330K不同保温时间下合金的XRD分析  53-54
    5.3.2 370K不同保温时间下合金的XRD分析  54-55
    5.3.3 410K不同保温时间下合金的XRD分析  55-56
    5.3.4 450K不同保温时间下合金的XRD分析  56-57
    5.3.5 500K不同保温时间下合金的XRD分析  57-58
    5.3.6 580K不同保温时间下合金的XRD分析  58-59
  5.4 显微硬度分析  59-62
    5.4.1 退火时间对硬度的影响  60-61
    5.4.2 退火温度对硬度的影响  61-62
  5.5 本章小结  62-64
6 结论  64-65
致谢  65-66
参考文献  66-70
在校期间发表论文  70

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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 > 合金学与各种性质合金 > 其他特种性质合金 > 非晶态合金
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