Mg-Gd-Y-Zr合金中Mg5Gd、Mg24Y5的分布及其對力學性能的影響.pdf

1、中圖分類號至魚!塹：2UDC31學校代碼!Q533密級公玨碩士學位論文MgGd—YZr合金中M95Gd、M924Y奎的分布及其對力學性能的影響InvestigationofdistributionofMgsGdandM＆4Y5andtheireffectonmechanicalpropertiesforMgGdYZralloy一作者姓名：學科專業(yè)：研究方向：學院(系、所)：指導教師：木宗云材料科學與工程材料加工工程材料科學與工程學院張新

2、明論文答辯日期西雌目答辯委員會主席臣竺鄉(xiāng)中南大學二零一三年五月一奄一二，牛丑月摘要Mg—Gd—YZr合金中MgsGd、M924Y5的分布及其對力學性能的影響摘要：MgGdYZr合金鑄件具有優(yōu)異的室溫和高溫力學性能，但是MgGdYZr合金的鑄造性能及其鑄件的力學性能都與主要第二相的數(shù)量、種類密切相關。前期的研究表明，在富鎂角區(qū)隨著Gd、Y合金元素含量的變化，非平衡凝固時MgGdYZr合金的主要第二相有MgsGd(fcc)、M924Ys(b

3、cc)兩種類型并對合金的鑄件性能產(chǎn)生直接影響。本文對非平衡凝固時富鎂角區(qū)M95Gd(fcc)、M924Ys(bcc)的熱處理參數(shù)、生成規(guī)律及其對力學性能的影響進行了研究，得到如下結論：(1)確定了具有較強時效行為的較低合金成分及非平衡相Mg；Gd、M924Y5對應的熱處理制度。Mg447Gd143Y和Mg605Gd102Y均具有時效硬化行為。當時效溫度升高時，Mg605Gd102Y合金晶界周圍析出相粗化，并降低基體中Gd和Y元素含量，從

4、而導致p’相析出數(shù)量的減少和分布的不均勻性。Mg605Gd102Y合金在250℃峰時效時，觀察到了主要強化相D’相。Mg605Gd102Y合金具有高的力學性能。擠壓T5態(tài)的室溫抗拉強度、屈服強度和延伸率分別為354MPa、292MPa和95％，250℃下的抗拉強度、屈服強度和延伸率分別為307MPa、220MPa和136％。Mg447Gd143Y和Mg605Gd102Y鑄態(tài)主要第二相不同，前者的是M924Y5，后者的是M95Gd，對應的

5、最佳固溶制度分別是510℃／8h和510℃／6h，此時，M95Gd或者M924Y5相能最大程度溶解到基體內，且晶粒仍細小。(2)探明了Gd、Y成分變化對非平衡凝固時MgGdYZr合金主要第二相生成規(guī)律的影響。通過研究不同合金成分及其對應的主要第二相，獲得了生成M924Y5和M95Gd的大致成分范圍，同時確保了這些成分范圍內的MgGdYZr合金在200250℃都具有較強的時效析出行為。由于Y元素在Mg基體中的最大固溶度比Gd的小，所以Y更

6、容易在晶界處發(fā)生成分偏析，因此生成M924Y；的成分范圍比生成M95Gd的要寬。(3)探明了MgGdVzr合金中不同主要第二相對合金力學性能的影響及機理。M924Y5(bcc)、M95Gd(fcc)由于晶體結構的不同，對鑄態(tài)合金力學性能產(chǎn)生比較明顯的影響，M924Y5存在時合金的延伸率較低，M95Gd存在時合金的延伸率較高。M924Y5容易引發(fā)裂紋在其周圍形核長大，導致材料斷裂，基體晶粒未發(fā)生變形，延伸率較低；MgsGd可以通過自身的變