機械球磨Mg-Ti合金粉末制備與組織性能研究.pdf

1、作為最輕質的結構材料，鎂合金具有一系列突出優(yōu)點，在國防和國民經濟等主要工業(yè)領域，具有極其重要的應用價值與廣闊的應用前景。然而，熱穩(wěn)定性不佳一直制約著鎂合金的發(fā)展與應用。開發(fā)新型耐熱鎂合金是鎂合金研究和發(fā)展的重要方向之一。
　　本課題主要是通過機械球磨的方法來制備新型Mg-Ti耐熱鎂合金。這種實驗方法主要通過改變合金成分與工藝思路兩個方面來提高鎂合金的熱穩(wěn)定性能。實驗內容包括：(1)不同成分Mg-Ti混合粉末機械球磨實驗；(2)Mg

2、-Ti粉末球磨過程的組織演變分析；(3)機械球磨Mg-Ti粉末的壓制實驗及硬度測試；(4)機械球磨Mg-Ti粉末的組織熱穩(wěn)定性實驗。
　　本文首先分析并對比了不同球磨時間下的Mg-Ti粉末的XRD結果，研究了不同成分Mg-Ti球磨粉末晶格參數(shù)隨球磨時間變化，并對Mg-Ti粉末的晶粒尺寸與微觀應變隨球磨時間變化進行了分析。對Mg-Ti粉末進行SEM實驗，探索Mg-Ti粉末的顆粒形貌與尺寸隨球磨時間的演變，并對實驗樣品進行能譜分析和背

3、散射電子像分析，觀察Ti相在Mg基體中的分布、尺寸和形貌特征隨球磨時間的變化規(guī)律。對同種成分不同球磨時間與相同球磨時間不同成分的粉末分別進行壓制實驗，分析合金成分與球磨時間對Mg-Ti合金壓制特性的影響。使用壓制后得到的冷壓坯進行退火實驗來研究機械球磨制得的Mg-Ti合金的熱穩(wěn)定性能。熱穩(wěn)定實驗主要分析了在一定溫度下退火時間不同對Mg-Ti合金冷壓坯的熱穩(wěn)定性的影響。此外，還對退火前后的冷壓坯進行了硬度測試，探究退火對材料硬度的影響。<

4、br>　　對不同球磨時間下的Mg-Ti粉末的XRD試驗結果表明，隨著球磨時間的增加，Mg-Ti粉末的晶粒尺寸逐漸減小，微觀應變不斷增大，并且發(fā)現(xiàn)Ti含量對粉末晶粒的細化速度以及極限晶粒尺寸都有影響，同時，Ti相向Mg基體中的固溶與機械力驅動下的塑性變形產生的缺陷兩種作用共同決定了合金粉末的晶格參數(shù)的變化。通過SEM實驗分析，觀察到粉末在球磨過程中經歷了起始粉末階段→扁平化階段→冷焊階段→粉末成形階段→穩(wěn)定化階段的變化過程，隨著Ti含量的

5、增加，在球磨60小時后所得到的粉末顆粒尺寸越小。分析Mg-Ti粉末在不同球磨時間的背散射電子相，可以得出Ti相顆粒平均尺寸隨著球磨時間的增加不斷減小，Ti含量越高，粉末顆粒細化速度越快。對粉末的壓制實驗結果表明，隨著球磨時間的增加，在相同壓力的作用下，粉末壓制后的致密度越低。根據(jù)硬度實驗結果可以看出，球磨時間越長，Ti含量越多，粉末冷壓坯的硬度就越高。對粉末冷壓坯在300℃下進行不同時間退火，可以得出Ti含量的增加可以提高鎂合金的熱穩(wěn)定