冷卻速率及熱處理工藝對(duì)Mg-Er-Zn系合金組織和性能的影響.pdf

1、學(xué)校代碼：10406分類號(hào)：TG146.2學(xué)號(hào)：100080503004南昌航空大學(xué)南昌航空大學(xué)碩士學(xué)位論文（碩士研究生）冷卻速率及熱處理工藝對(duì)MgErZn系合金組織和性能的影響碩士研究生：吁艷林導(dǎo)師：陳樂(lè)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摘要鎂合金是目前最好的結(jié)構(gòu)材料之一，具有比重輕、比強(qiáng)度、比剛度高、導(dǎo)熱導(dǎo)電性好、阻尼減振、電磁屏蔽、易于加工

2、成形和容易回收等優(yōu)點(diǎn)[15]，在交通運(yùn)輸、電子通信、航空航天等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景[6]。但鎂合金在研究與應(yīng)用過(guò)程中存在低強(qiáng)度的問(wèn)題，制約著高性能鎂合金材料的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。本文采用光學(xué)顯微鏡(OM)、差熱分析(DTA)、X射線衍射儀(XRD)、帶能譜分析(EDS)的掃描電子顯微鏡(SEM)技術(shù)，通過(guò)硬度、室溫壓縮試驗(yàn)，研究了合金元素Zn和Zr對(duì)Mg98xEr2Znx(x=00.511.5)合金組織和性能的影響；在此基礎(chǔ)上

3、分析了凝固過(guò)程的冷卻速率對(duì)Mg97Er2Zn1(Zr)合金組織和性能的影響以及熱處理工藝對(duì)(Mg97Er2Zn1)99.82Zr0.18合金第二相的結(jié)構(gòu)、形態(tài)、尺寸和分布的演變過(guò)程以及其對(duì)性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)Zn和Zr合金元素對(duì)Mg98xEr2Znx(x=00.511.5)合金組織、性能有很大的影響。Mg98xEr2Znx(x=00.51)三種合金鑄態(tài)組織都呈現(xiàn)典型的樹(shù)枝晶結(jié)構(gòu)。隨著Zn元素含量從0增加到1%(原子百分比)時(shí)，合金組織也

4、隨之逐步細(xì)化，二次枝晶臂的間距減??；當(dāng)Zn元素含量從1%增加到1.5%(原子百分比)時(shí)，合金呈現(xiàn)典型的球狀枝晶結(jié)構(gòu)，合金組織粗化。其中Mg97Er2Zn1合金的晶粒最細(xì)，第二相呈彌散分布，力學(xué)性能最好。XRD分析表明，Mg98xEr2Znx(x=0.511.5)合金由αMg相，(MgZn)xEr相和X相組成，而Mg98Er2合金只含有αMg相。Zr元素的加入，不影響合金的相組成，卻大大細(xì)化了Mg97Er2Zn1合金的組織，也提高了合金的

5、力學(xué)性能。本文研究了凝固過(guò)程的冷卻速率和熱處理工藝對(duì)Mg97Er2Zn1(Zr)合金組織、性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，冷卻速率對(duì)Mg97Er2Zn1(Zr)合金的組織影響很大。隨著冷卻速率增加，樹(shù)枝晶逐漸細(xì)化，二次枝晶間距變小，合金的晶粒形貌由粗大的樹(shù)枝狀轉(zhuǎn)變成細(xì)小的針狀，第二相由非連續(xù)網(wǎng)狀分布變成了連續(xù)網(wǎng)狀分布再變成細(xì)條狀分布。冷卻速率不影響合金相的組成。冷卻速率對(duì)Mg97Er2Zn1(Zr)合金的力學(xué)性能影響很大。冷卻速率越快，晶粒越

6、細(xì)，力學(xué)性能越好。對(duì)(Mg97Er2Zn1)99.82Zr0.18合金進(jìn)行熱處理，發(fā)現(xiàn)固溶溫度和固溶時(shí)間對(duì)合金組織有較大影響而對(duì)其力學(xué)性能的影響不大。固溶時(shí)間從2h增加到40h時(shí)，晶界處的(MgZn)xEr相大部分溶解了，在(MgZn)xEr相溶解處析出了X相，而且，晶內(nèi)也有少量的X相彌散分布，晶粒慢慢地長(zhǎng)大。固溶溫度從530oC增加到570oC時(shí)，(Mg97Er2Zn1)99.82Zr0.18合金的晶粒尺寸和形貌都發(fā)生了明顯的改變。晶