Mg-Y-Sm-Zr系鎂合金組織性能研究.pdf

1、上海交通大學(xué)博士學(xué)位論文MgYSmZr系鎂合金組織性能研究姓名：李大全申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：材料加工工程指導(dǎo)教師：丁文江王渠東20080901上海交通大學(xué)博士學(xué)位論文研究Mg4Y一4Sm一05Zr合金的固溶熱處理工藝，結(jié)果表明合金在525℃固溶處理8小時(shí)后，得到最佳的固溶效果。合金經(jīng)過固溶熱處理，稀土元素Y和sm完全固溶入基體并且均勻分布，起到一定程度的固溶強(qiáng)化效果，但主要作用還是得到均勻的過飽和固溶體，為隨后的時(shí)效熱處理提供最佳條件

2、。進(jìn)一步研究合金在不同溫度和不同時(shí)間條件下的時(shí)效熱處理工藝，結(jié)果表明Mg4Y一4SmO5Zr合金在200℃欠時(shí)效狀態(tài)(16h)，析出相在晶內(nèi)和晶界上彌散分布，有效強(qiáng)化合金，合金力學(xué)性能得到大幅度提高，抗拉強(qiáng)度達(dá)到348MPa，屈服強(qiáng)度達(dá)到217MPa，延伸率為69％，表現(xiàn)出優(yōu)異的力學(xué)性能。析出強(qiáng)化是Mg4Y4SmO5Zr合金的主要強(qiáng)化機(jī)制。主要通過p’析出相與鎂基體之間的應(yīng)力場強(qiáng)化合金。通過對Mg一4Y一4SmO5Zr合金時(shí)效析出相的進(jìn)

3、一步研究表明：合金在不同溫度下的時(shí)效析出相包括D7相，pl相和D相。合金在200℃時(shí)效，晶內(nèi)只有p’一種相。該相在200℃溫度下非常穩(wěn)定。欠時(shí)效狀態(tài)，p’相在晶內(nèi)大量彌散均勻析出，有效強(qiáng)化合金，對應(yīng)合金的最佳力學(xué)性能；隨時(shí)效時(shí)間的增加，p7相逐漸合并長大呈盤狀沿2To)慣習(xí)面析出。由于析出相的粗化和彌散度的降低合金力學(xué)性能相應(yīng)有所降低。合金在較高溫度250℃時(shí)效48小時(shí)，晶內(nèi)沿1010)慣習(xí)面析出盤狀面心立方晶體結(jié)構(gòu)(a=074珊)的p

4、l相。合金在更高溫度300℃時(shí)效處理13小時(shí)，大量面心立方晶體結(jié)構(gòu)(a=2223nm)平衡相(B相)在晶內(nèi)析出。該平衡相的慣習(xí)面與p相相同，形貌也與D，相相似，是由p1相原位轉(zhuǎn)變而來。Mg4Y4Sm一05Zr合金高溫(350℃及以上)擠壓，擠壓過程中發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶，晶粒細(xì)化，起到顯著的細(xì)晶強(qiáng)化作用。合金擠壓后直接進(jìn)行時(shí)效熱處理，通過析出強(qiáng)化進(jìn)一步提高合金強(qiáng)度，且析出強(qiáng)化效果隨擠壓溫度的升高稍有提高。經(jīng)過擠壓和時(shí)效熱處理，Mg_4Y一4S

5、m一05Zr合金最高抗拉強(qiáng)度達(dá)到400MPa，屈服強(qiáng)度超過300MPa，延伸率達(dá)到7％，表現(xiàn)出比WE系列合金更加優(yōu)異的室溫力學(xué)性能。析出強(qiáng)化和細(xì)晶強(qiáng)化都是合金有效的強(qiáng)化手段。文章最后還系統(tǒng)研究了擠壓態(tài)Mg一4Y一4Sm05Zr合金的高溫壓縮和壓縮蠕變變形行為。合金在450。C，應(yīng)變速率2510qSq條件下高溫壓縮，應(yīng)變速率敏感系數(shù)m=O4，壓縮變形激活能0=92iKJ／mol，壓縮過程中合金晶粒長大但基本保持等軸，說明晶界滑移是合金在該