Mg-Y-Sm-Zr系鎂合金組織性能研究.pdf

1、上海交通大學博士學位論文MgYSmZr系鎂合金組織性能研究姓名：李大全申請學位級別：博士專業(yè)：材料加工工程指導教師：丁文江王渠東20080901上海交通大學博士學位論文研究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，為隨后的時效熱處理提供最佳條件

2、。進一步研究合金在不同溫度和不同時間條件下的時效熱處理工藝，結(jié)果表明Mg4Y一4SmO5Zr合金在200℃欠時效狀態(tài)(16h)，析出相在晶內(nèi)和晶界上彌散分布，有效強化合金，合金力學性能得到大幅度提高，抗拉強度達到348MPa，屈服強度達到217MPa，延伸率為69％，表現(xiàn)出優(yōu)異的力學性能。析出強化是Mg4Y4SmO5Zr合金的主要強化機制。主要通過p’析出相與鎂基體之間的應力場強化合金。通過對Mg一4Y一4SmO5Zr合金時效析出相的進

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

4、l相。合金在更高溫度300℃時效處理13小時，大量面心立方晶體結(jié)構(a=2223nm)平衡相(B相)在晶內(nèi)析出。該平衡相的慣習面與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，晶粒細化，起到顯著的細晶強化作用。合金擠壓后直接進行時效熱處理，通過析出強化進一步提高合金強度，且析出強化效果隨擠壓溫度的升高稍有提高。經(jīng)過擠壓和時效熱處理，Mg_4Y一4S

5、m一05Zr合金最高抗拉強度達到400MPa，屈服強度超過300MPa，延伸率達到7％，表現(xiàn)出比WE系列合金更加優(yōu)異的室溫力學性能。析出強化和細晶強化都是合金有效的強化手段。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，應變速率2510qSq條件下高溫壓縮，應變速率敏感系數(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