2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、為開發(fā)新型鎂合金輪轂材料,本文以Mg-xGd-3Y-2Zn-0.6Zr合金為對象,采用低壓鑄造、重力鑄造和擠壓成形三種制備工藝,并對低壓鑄造的合金進(jìn)行熱處理工藝優(yōu)化,研究了合金在不同Gd含量和不同制備工藝下組織和性能的差異。首先通過改變低壓鑄造的型殼溫度、充型速度和熔體溫度三個參數(shù),研究Mg-xGd-3Y-2Zn-0.6Zr合金的低壓鑄造工藝對鑄造成型性和鑄態(tài)合金力學(xué)性能的影響。為分析低壓鑄造制備方法的性能優(yōu)勢和為后續(xù)研究提供鑄坯,開展

2、了重力鑄造鑄試驗(yàn),比較與低壓鑄造 Mg-xGd-3Y-2Zn-0.6Zr合金組織和性能的差異。以Mg-(4,8)Gd-3Y-2Zn-0.6Zr低壓鑄造合金為對象,優(yōu)化其合金固溶處理和時效熱處理工藝,研究熱處理過程組織和相的變化。研究了擠壓及擠壓后熱處理對Mg-xGd-3Y-2Zn-0.6Zr(x=0,4,6,8)合金組織和性能以及織構(gòu)的影響。試驗(yàn)研究采用顯微組織觀察、掃描電鏡及能譜分析,XRD分析、顯微硬度、室溫拉伸試驗(yàn)等分析方法。通過

3、上述研究,獲得以下結(jié)論:
  Mg-xGd-3Y-2Zn-0.6Zr(x=4,6,8wt%)合金低壓鑄造的優(yōu)化工藝為:模溫200℃,充型時間3~4s,低Gd的Mg-4Gd-3Y-2Zn-0.6Zr合金熔體澆注溫度710-730℃,高Gd的Mg-6Gd-3Y-2Zn-0.6Zr和Mg-8Gd-3Y-2Zn-0.6Zr合金熔體澆注溫度730-750℃。
  低壓鑄造的Mg-8Gd-3Y-2Zn-0.6Zr抗拉強(qiáng)度達(dá)到240MPa

4、,屈服強(qiáng)度155MPa,延伸率達(dá)到10.8%。Mg-4Gd-3Y-2Zn-0.6Zr抗拉強(qiáng)度達(dá)到218MPa,屈服強(qiáng)度127MPa,延伸率達(dá)到15.6%。低壓鑄造制備合金性能優(yōu)于薄壁鐵模澆注的重力鑄造合金。
  低壓鑄造和重力鑄造的Mg-xGd-3Y-2Zn-0.6Zr合金,相的組成種類基本一致,由α-Mg、塊狀LPSO(長周期相Mg10(Gd,Y,Zn))、晶內(nèi)條紋狀LPSO(Mg12GdZn)、少量W-相(Mg3(Gd,Y,Z

5、n))和MgRE相構(gòu)成;相的體積分?jǐn)?shù)和形態(tài)差異較大,重力鑄造合金塊狀長周期相更粗大,晶內(nèi)條紋狀LPSO很少,MgRE相也更少。
  固溶溫度越高,低壓鑄造Mg-(4,8)Gd-3Y-2Zn-0.6Zr合金到硬度峰值的時間越短。500℃充分固溶,晶內(nèi)條紋狀LPSO全部溶解,晶界處塊狀LPSO少量溶解,同時生成大量的MgRE相);520℃充分固溶,更多的塊狀LPSO溶解,但幾乎沒有MgRE相生成;540℃固溶,兩種LPSO迅速分解成W

6、-相。MgRE有利于強(qiáng)度提升,因而500℃充分固溶的合金強(qiáng)度最高,Mg-8Gd-3Y-2Zn-0.6Zr合金500℃-T4態(tài)抗拉強(qiáng)度達(dá)到302MPa,屈服強(qiáng)度162MPa,延伸率達(dá)到20.4%,滿足高性能鑄態(tài)鎂合金輪轂的力學(xué)性能要求。
  Mg-(4,8)Gd-3Y-2Zn-0.6Z鑄造合金經(jīng) T6處理過程中時效析出的β'(Mg5(Gd,Y))相少且不穩(wěn)定,強(qiáng)化效果弱,加之固溶強(qiáng)化減弱,合金的拉伸性能有微弱下降;鑄態(tài)合金直接時效處

7、理后,得益于發(fā)達(dá)的條紋狀LPSO,合金的延伸率有大幅提高。
  擠壓態(tài)未添加Gd的Mg-3Y-2Zn-0.6Zr合金抗拉強(qiáng)度達(dá)到313MPa,屈服強(qiáng)度245MPa,延伸率達(dá)到13.5%;Mg-8Gd-3Y-2Zn-0.6Zr合金擠壓后強(qiáng)度達(dá)到350MPa,屈服強(qiáng)度282MPa,延伸率達(dá)到12.7%。添加8%Gd有助于提高擠壓態(tài)Mg-3Y-2Zn-0.6Zr合金強(qiáng)度,同時弱化基面織構(gòu)和柱面織構(gòu)。
  擠壓后經(jīng)過200℃T5處理

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