脈沖磁場(chǎng)對(duì)Mg-Gd-Zn-(Zr)合金組織和力學(xué)性能的影響.pdf

1、學(xué)校代碼：10406分類號(hào)：TG146.2學(xué)號(hào)：100080503017南昌航空南昌航空大學(xué)大學(xué)碩士學(xué)位論文（學(xué)位研究生）脈沖磁場(chǎng)對(duì)脈沖磁場(chǎng)對(duì)MgGdZn(Zr)合金合金組織組織和力學(xué)性能的影響和力學(xué)性能的影響碩士研究生：郭連平導(dǎo)師：陳樂平教授申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士學(xué)科、專業(yè)：材料加工工程所在單位：航空制造工程學(xué)院答辯日期：2013年6月授予學(xué)位單位：南昌航空大學(xué)I摘要鎂合金作為最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，具有比重小、比強(qiáng)度和比剛度高、導(dǎo)熱性好、抗

2、電磁干擾、切削加工性能好和可回收重利用等優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)前世界發(fā)展最快的合金。鎂合金較低的力學(xué)性能是限制鎂合金大規(guī)模應(yīng)用的一個(gè)重要方面。合金材料的組織直接影響材料的力學(xué)性能，而改善合金組織可通過合金化和凝固控制技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。本文選擇MgGd二元合金為基礎(chǔ)，以Zn元素為合金化元素，獲得最佳力學(xué)性能的MgGdZn合金成分，并在此基礎(chǔ)上采用脈沖磁場(chǎng)凝固技術(shù)進(jìn)一步改善合金的組織，從而改善其力學(xué)性能。采用光學(xué)顯微鏡(OM)、X射線衍射儀(XRD)、掃描電

3、子顯微鏡(SEM)以及能譜分析(EDS)等分析手段，通過顯微硬度、壓縮性能測(cè)試，系統(tǒng)研究了Zn含量變化對(duì)Mg98xGd2Znx(x=00.511.5)合金的顯微組織和力學(xué)性能影響，分析和探討了合金的強(qiáng)化機(jī)制，制備了最佳成分Mg97Gd2Zn1合金。在Mg97Gd2Zn1合金的基礎(chǔ)上，研究脈沖磁場(chǎng)對(duì)MgGdZn(Zr)合金顯微組織和力學(xué)性能的影響，探討其細(xì)化和強(qiáng)化機(jī)制。研究結(jié)果：1通過不同Zn含量的Mg98xGd2Znx合金發(fā)現(xiàn)：Zn合金

4、化明顯改變和細(xì)化了Mg98xGd2Znx合金的顯微組織，合金的細(xì)化效果隨著Zn含量的增加呈現(xiàn)先細(xì)化后粗化的變化規(guī)律。鑄態(tài)Mg98Gd2合金組織由樹枝狀的??Mg相和半連續(xù)網(wǎng)狀的Mg3Gd相組成；當(dāng)Zn含量增加至1%時(shí)，細(xì)化效果最顯著，Mg97Gd2Zn1合金組織由薔薇狀的??Mg相和連續(xù)網(wǎng)狀的(MgZn)3Gd相組成，晶界處還出現(xiàn)強(qiáng)化相X相。由性能測(cè)試分析可知，隨著Zn含量的增加，Mg98xGd2Znx合金的硬度、強(qiáng)度以及延伸率呈現(xiàn)先增

5、大后減小的變化趨勢(shì)。當(dāng)Zn含量為1%時(shí)，Mg97Gd2Zn1合金的綜合力學(xué)性能最佳，合金的延伸率、抗壓強(qiáng)度及屈服強(qiáng)度達(dá)到最大值分別為12.7%、281.3MPa和127MPa，硬度為76.6Hv。這是因?yàn)樘砑?%Zn時(shí)，晶粒細(xì)化最顯著，細(xì)晶強(qiáng)化效果最佳；另外，合金析出大量的強(qiáng)化相，即X相，這是合金力學(xué)性能提高的主要原因。2通過不同脈沖磁場(chǎng)作用Mg97Gd2Zn1合金發(fā)現(xiàn)：脈沖磁場(chǎng)明顯細(xì)化了Mg97Gd2Zn1合金的顯微組織。隨脈沖磁場(chǎng)頻