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《山东大学》 2006年
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准晶增强Mg-Zn-Y合金的ECAP变形组织及力学性能

卢庆亮  
【摘要】:镁及镁合金作为目前工业应用中最轻的结构材料之一,具有良好的应用前景,然而由于镁合金自身强度较低、抗氧化性能差以及高温抗蠕变性能差等问题,使其作为某些结构件的应用受到限制,为进一步扩大其应用,人们采用了多种方法来提高其综合力学性能。二十面体准晶相(Ⅰ-phase,下同)由于其特殊的结构而具有优异的力学性能,如高强度、高硬度等,将Ⅰ-phase作为一种增强相引入到镁合金中可大大提高镁合金的力学性能,为新型镁合金的开发和实际应用提供了一种新途径。 本文采用常规铸造法制备了含有粗大网状二十面体准晶晶界相和α-Mg两相组织的Mg-Zn-Y合金。研究了合金含量及Zn/Y比对Mg-Zn-Y合金显微组织和力学性能的影响,探讨了热处理工艺对合金中相析出行为及Ⅰ-phase热稳定性。以时效处理后的Mg-Zn-Y合金为研究对象,研究了两种塑性变形工艺(常规热挤压和等径角挤压变形)对合金显微组织和力学性能的影响,并对合金的细化机制、断裂行为和强化机制进行了研究。 研究结果表明,在Y含量为0.3at.%~2.0at.%,Zn含量为1.7at.%~6.0at.%的富镁Mg-Zn-Y合金中,合金的铸态组织及相组成取决于Zn/Y比和Zn含量,Zn/Y比为6时,合金的铸态组织由α-Mg基体和晶界上富镁相与二十面体准晶两相共晶组织组成;在所研究的合金成分范围内,合金中Ⅰ-phase的形成及其体积分数与合金的凝固速度有关,采用快速凝固的方法得到的合金中,由于第二相的形核及长大受到抑制,形成的Ⅰ-phase的体积分数相对于常规铸造工艺下制备的合金中Ⅰ-phase的含量有所减少,同时发现,合金的极限抗拉强度和屈服强度随合金中Ⅰ-phase体积分数的增加而增加,但合金的延伸率略有降低:在400℃、24h的热处理工艺下,Mg_(95)Zn_(4.3)Y_(0.7)合金基体上有球形Ⅰ-phase析出,且析出的Ⅰ-phase在随后的时效处理中表现出热稳定性;在190℃不同时效时间下合金基体中的析出相为密排六方结构的MgZn_2相,其析出行为和Mg-Zn二元合金类似。 Mg-Zn-Y合金的热挤压结果表明,通过挤压变形可以显著细化合金的晶粒组织,合金的晶粒大小可由变形前的40~60μm减小到8~15μm,在挤压过程中位于晶界的Ⅰ-phase被破碎并较均匀地分布在基体合金中,随着挤压比的增大,挤压温度的降低,晶粒进一步细化,Ⅰ-phase的弥散程度增加。挤压变形可以显著地提高Mg-Zn-Y合金的强度、硬度和延伸率;随着挤压比的增大,合金的强度、硬度和延伸率均有所增加;在所研究的三种合金中,Mg_(95)Zn_(4.3)Y_(0.7合金在523K以25:1的挤压比挤压后,具有较高力学性能,其极限抗拉强度为287MPa,屈服强度为203MPa,延伸率为14.1%。 对于经过预挤压后Mg-Zn-Y合金的ECAP变形结果表明,等径角挤压(ECAP)对于预挤压态Mg-Zn-Y合金组织的细化是一个不断加强的过程,1道次ECAP变形后,在一些粗大晶粒之间分布着许多细小的晶粒,随变形道次的增加,原始粗大晶粒消失,形成均匀细小的等轴晶粒,平均晶粒尺寸为1~3μm,
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TG113

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【引证文献】
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1 史菲;郭学锋;张忠明;;准晶增强Mg_(95)Zn_(4.3)Y_(0.7)合金ECAP变形组织分析[J];热加工工艺;2010年14期
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1 刘勇;袁广银;卢晨;丁文江;;冷却速度对Mg-Zn-Gd基合金准晶相形成和力学性能的影响[A];2007年全国博士生学术论坛(材料科学与工程学科)论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 刘勇;自生准晶增强Mg-Zn-Gd基合金组织和力学行为的研究[D];上海交通大学;2007年
2 胡红军;变形镁合金挤压-剪切复合制备新技术研究[D];重庆大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王渠东,曾小勤,吕宜振,丁文江;高温铸造镁合金的研究与应用[J];材料导报;2000年03期
2 李元东,郝远,阎峰云,陈体军;铸造镁合金及其研究进展[J];材料导报;2002年06期
3 李荣华,黄继华,殷声;镁基复合材料研究现状与展望[J];材料导报;2002年08期
4 刘生发,郭洪河,范晓明,黄尚宇,王仲范;镁及其合金铸造组织的细化[J];材料导报;2003年10期
5 赵志远;稀土金属在铸造镁合金中的应用[J];材料工程;1993年12期
6 苏莹,张国定,王慧敏,张荻;SiC_W+B_4C_P/MB15镁基复合材料力学性能与微观结构[J];材料工程;1996年09期
7 李新林,王慧远,姜启川;颗粒增强镁基复合材料的研究现状及发展趋势[J];材料科学与工艺;2001年02期
8 张星,李保成,张治民,王强;MB2镁合金变形组织性能研究[J];材料科学与工艺;2004年03期
9 孙志强,张荻,丁剑,范同祥,吕维洁;原位增强镁基复合材料研究进展与原位反应体系热力学[J];材料科学与工程;2002年04期
10 索涛,李玉龙;等径通道挤压中晶粒细化影响因素的研究进展[J];材料科学与工程学报;2004年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 毕见强;2A12铝块体超细晶材料的制备、模拟及细化机制的研究[D];山东大学;2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 罗学心,何向山,施占华,李熙章;铜管热挤压模具的选材[J];兵器材料科学与工程;1992年06期
2 张静,潘复生,郭正,丁培道,汪凌云;含锆镁合金系中的合金相[J];兵器材料科学与工程;2002年06期
3 魏伟,陈光;ECAP等径角挤压变形参数的研究[J];兵器材料科学与工程;2002年06期
4 孙国元,陈光,刘平;Mg_(65)Cu_(25)Y_(10)大块非晶合金的晶化行为研究进展[J];兵器材料科学与工程;2004年04期
5 李保成,张星,张治民;镁合金温变形后的组织与性能[J];兵器材料科学与工程;2004年06期
6 崔少贤;唐文亭;张忠明;袁森;;ECAP过程中载荷变化规律的有限元模拟[J];兵器材料科学与工程;2006年02期
7 肖盼;刘天模;;AZ61B镁合金热模拟挤压变形的研究[J];兵器材料科学与工程;2006年04期
8 夏翠芹;刘平;田保红;任凤章;赵冬梅;董企铭;;Mg-Al-Zn-Nd稀土镁合金热压缩动态再结晶的研究[J];兵器材料科学与工程;2007年06期
9 董含武;吴耀明;王立民;;Mg-Li-RE系合金研究进展[J];兵器材料科学与工程;2009年01期
10 王震东;陈伟;王有祁;马力;;喷射沉积Mg-9Al-4.5Ca合金的显微组织和力学性能研究[J];兵器材料科学与工程;2009年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 原帅;龙思远;廖慧敏;肖华强;;变形量对铸锻复合成形AZ81材料组织与性能的影响[A];2012(第22届)重庆市铸造年会论文集[C];2012年
2 周传哲;李宁;黎德育;;镁合金AZ91D压铸件表面电镀研究进展[A];2007(第13届)全国电子电镀学术年会暨绿色电子制造技术论坛论文集[C];2007年
3 向国权;纪莲清;申晓斌;;ECAE处理对GCr15钢摩擦学性能的影响[A];2011年全国青年摩擦学与表面工程学术会议论文集[C];2011年
4 熊汉青;崔妍;周君;王志峰;赵维民;;镁基准晶对镁合金发展的影响[A];第十二届全国铸造年会暨2011中国铸造活动周论文集[C];2011年
5 戚文军;黄正华;郑开宏;张新明;刘敏;余志明;黄志其;;Gd对ZK60变形镁合金组织与力学性能的影响[A];中国有色金属学会第十四届材料科学与合金加工学术年会论文集[C];2011年
6 宋美慧;宋坚;王宁;修子扬;武高辉;;T700/AZ91D复合材料微观组织及其性能研究[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集(下册)[C];2008年
7 邓坤坤;王晓军;王金龙;吴昆;胡小石;郑明毅;;锻造对SiCp/AZ91镁基复合材料组织和性能的影响[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集(下册)[C];2008年
8 王金龙;郑明毅;王晓军;邓坤坤;胡小石;吴昆;;ECAP变形对SiCp/AZ91镁基复合材料组织与性能的影响[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集(下册)[C];2008年
9 王晓军;张海峰;吴昆;胡小石;郑明毅;;热挤压对SiCp/AZ91复合材料组织和性能的影响[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集(下册)[C];2008年
10 赵峰;李玉龙;索涛;刘元镛;;应变率对铸造镁合金AZ91压缩力学性能影响研究[A];第九届全国冲击动力学学术会议论文集(下册)[C];2009年
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1 武淑艳;固相再生AZ31B镁合金的组织性能及氧化相表征[D];哈尔滨理工大学;2010年
2 戈晓岚;SiC_p/Al复合材料摩擦学特性及其分形研究[D];江苏大学;2010年
3 张昆华;大变形制备Ag/Ni纤维复合电接触材料研究[D];昆明理工大学;2009年
4 王春建;Mg-Al系合金晶粒细化机理研究[D];昆明理工大学;2010年
5 周晓龙;反应合成AgCuO复合材料的组织均匀化及界面结构研究[D];昆明理工大学;2009年
6 张彩丽;合金元素对Mg-Li-X强/韧化作用机制的第一性原理研究[D];太原理工大学;2011年
7 边丽萍;ECAP挤压亚共晶Al-Mg_2Si原位复合材料强韧化研究[D];太原理工大学;2011年
8 吴伟;Mg-Al-Nd压铸镁合金的组织性能及压铸成形过程的数值模拟[D];沈阳工业大学;2010年
9 陈克豹;AZ与AM系列挤压变形镁合金的低周疲劳变形行为[D];沈阳工业大学;2010年
10 计海涛;Al-Mg系合金挤压加工变形及低周疲劳行为研究[D];沈阳工业大学;2010年
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1 贺睿;AZ81基稀土镁合金组织与腐蚀性能的研究[D];河南理工大学;2010年
2 李含建;SiC_p/AZ91D复合材料真空气压浸渗机理及界面结构研究[D];南昌航空大学;2010年
3 吴小超;稀土元素与凝固速度对AZ31-RE-Sb组织及相组成的影响[D];郑州大学;2010年
4 杨文超;激光制备原位生长WB-CrB颗粒增强镍基复合涂层[D];郑州大学;2010年
5 王军伟;AZ31镁合金的自冲铆接工艺研究[D];郑州大学;2010年
6 郭燕飞;0Cr15Ni5WMoVNb马氏体沉淀硬化不锈钢增塑效应研究[D];郑州大学;2010年
7 胡中华;Mg3AllCelSb合金相析出行为及其价电子结构研究[D];郑州大学;2010年
8 孟祥瑞;镁锂合金合金化及其固态复合技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 张曰涛;AZ91D镁合金化学镀Ni-W-P研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 王威;Cd、Sn合金化α基Mg-Li合金组织与力学性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
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1 张利明,董闯;准晶材料性能及应用研究现状[J];材料导报;2000年01期
2 吕渠东,吕宜振,曾小勤,丁文江,卢晨;镁合金在电子器材壳体中的应用[J];材料导报;2000年06期
3 师昌绪;李恒德;王淀佐;李依依;左铁镛;;加速我国金属镁工业发展的建议[J];材料导报;2001年04期
4 李志强,徐洲,李小平,王硕;准晶材料的应用研究进展[J];材料导报;2002年02期
5 鲁世强,黄伯云,贺跃辉,邓意达,何双珍;Laves相合金的物理冶金特性[J];材料导报;2003年01期
6 夏翠芹;刘平;任凤章;田保红;;细晶变形镁合金的研究进展[J];材料导报;2006年09期
7 王强;张治民;张宝红;张星;;镁合金变形强韧化研究进展[J];材料导报;2006年S1期
8 郑明毅,吴昆,乔晓光,李淑波,胡小石;镁系准晶与高性能镁合金[J];材料科学与工艺;2004年06期
9 刘英,李元元,张大童;金属材料的等通道转角挤压研究进展[J];材料科学与工程;2002年04期
10 尹登峰,郑子樵,余志明;Sc对Al-Li-Cu-Mg-Ag-Zr合金组织和性能的影响[J];稀有金属材料与工程;2003年09期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 王迎新;Mg-Al合金晶粒细化、热变形行为及加工工艺的研究[D];上海交通大学;2006年
2 靳丽;等通道角挤压变形镁合金微观组织与力学性能研究[D];上海交通大学;2006年
3 徐淑波;等通道弯角挤压(ECAP)变形机理数值模拟与实验研究[D];山东大学;2006年
4 郭强;镁合金高温单向压缩及多向变形行为研究[D];湖南大学;2007年
5 曹韩学;镁合金预成形铸坯模压成形技术基础研究[D];重庆大学;2007年
6 常丽丽;变形镁合金AZ31的织构演变与力学性能[D];大连理工大学;2009年
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1 汤成刚;热挤压模拟实验装置的设计与实验研究[D];重庆大学;2006年
2 杜宏伟;Mg-Zn-Y系准晶中间合金的制备与表征[D];太原理工大学;2006年
3 叶永南;AZ31镁合金往复挤压成形热力耦合模拟研究[D];西安理工大学;2007年
4 宋军辉;热塑性变形对镁合金微观组织与性能的影响[D];大连理工大学;2009年
【二级引证文献】
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1 卢立伟;赵俊;刘龙飞;邵根波;刘天模;;双向挤压与等通道复合变形模型的有限元分析[J];材料热处理学报;2014年07期
2 朱满;坚增运;常芳娥;杨根仓;;准晶增强铝基复合材料的微观组织及热膨胀行为[J];热加工工艺;2011年22期
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1 李伟;生物可降解稀土镁合金血管支架无缝管材的制备技术及性能研究[D];重庆大学;2011年
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1 王星;准晶中间合金及稀土元素Nd、Yb对ZK60合金组织与性能的影响[D];太原理工大学;2011年
2 张永青;Zn-Mg-Ti准晶中间合金的制备及其在ZA27中的应用[D];太原理工大学;2010年
3 卫晓燕;挤压态AZ80镁合金热变形与热处理工艺研究[D];中南大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 魏伟,陈光;ECAP等径角挤压变形参数的研究[J];兵器材料科学与工程;2002年06期
2 张振忠,宋广生,杨根仓,周尧和;块状金属纳米材料的制备技术进展及展望[J];兵器材料科学与工程;1999年03期
3 钟俊辉;稀土合金材料的进展[J];材料导报;1995年01期
4 樊建中,姚忠凯,李义春,王磊,刘江,石力开;颗粒增强铝基复合材料研究进展[J];材料导报;1997年03期
5 马燕合;我国稀土应用开发现状及其展望[J];材料导报;2000年01期
6 王渠东,曾小勤,吕宜振,丁文江;高温铸造镁合金的研究与应用[J];材料导报;2000年03期
7 吕渠东,吕宜振,曾小勤,丁文江,卢晨;镁合金在电子器材壳体中的应用[J];材料导报;2000年06期
8 师昌绪;李恒德;王淀佐;李依依;左铁镛;;加速我国金属镁工业发展的建议[J];材料导报;2001年04期
9 李荣华,黄继华,殷声;镁基复合材料研究现状与展望[J];材料导报;2002年08期
10 赵志远;稀土金属在铸造镁合金中的应用[J];材料工程;1993年12期
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1 张郑,王经涛,赵西成;7475铝合金ECAP变形后的组织和性能[J];轻合金加工技术;2004年10期
2 郑立静,陈昌麒,周铁涛,刘培英,曾梅光;ECAP细晶机制及对纯铝显微组织和力学性能的影响[J];稀有金属材料与工程;2004年12期
3 彭北山;刘志义;宁爱林;许晓嫦;党朋;曾苏民;;ECAP变形过程中θ′相的碎化及溶解行为分析[J];稀有金属材料与工程;2008年11期
4 郑立静,张焱,曾梅光,陈昌麒;ECAP制备的亚微米7050铝合金的力学性能和微观结构[J];中国有色金属学报;2002年05期
5 张郑,杜忠泽,王经涛,赵西成;7475铝合金ECAP变形及组织热稳定性[J];有色金属;2004年02期
6 赵西成;姚筱春;刘晓燕;;ECAP变形对20MnSi钢组织与性能的影响[J];材料科学与工程学报;2006年03期
7 蒋大鸣;宁江利;孙俭峰;胡志敏;侯毅;;Annealing behavior of Al-Mg-Mn alloy processed by ECAP at elevated temperature[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2008年02期
8 蔡刚毅;吕广庶;马壮;王星;;前处理工艺对Al-Zn-Mg-Cu合金ECAP的影响[J];特种铸造及有色合金;2008年04期
9 王金锋;白朴存;张秀云;侯小虎;任永岗;;ECAP对纯铝拉伸性能和断裂行为影响的研究[J];航空材料学报;2009年03期
10 边丽萍;梁伟;;Effect of ECAP on the Microstructure and Mechanical Properties of a High-Mg_2Si Content Al-Mg-Si Alloy[J];Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science Edition);2010年03期
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1 Qiang Fan;Wei Liang;Liping Bian;Manqing Cheng;;Effect of ECAP Pass on Corrosion Behavior of High-Al Content Magnesium Alloys[A];中国材料大会2012第18分会场:先进镁合金及其应用论文集[C];2012年
2 戈晓岚;许晓静;汪建敏;居志兰;;ECAP仿真与组织分析[A];2004年中国材料研讨会论文摘要集[C];2004年
3 戈晓岚;许晓静;汪建敏;居志兰;;ECAP仿真与组织分析[A];2004年材料科学与工程新进展[C];2004年
4 张振军;段启强;吴世丁;杨刚;张哲峰;;层错能对ECAP制备超细晶铜锌合金高周疲劳行为的影响[A];第十五届全国疲劳与断裂学术会议摘要及论文集[C];2010年
5 许晓静;曹进琪;姜玉杰;陆树显;张雪峰;;TA2在823K温度ECAP变形后的拉伸性能与位错强化[A];2006年全国功能材料学术年会专辑[C];2006年
6 何运斌;潘清林;覃银江;李文斌;梁文杰;刘晓艳;Yu Lung CHIU;;ECAP法制备细晶ZK60镁合金的组织与性能[A];有色金属工业科学发展——中国有色金属学会第八届学术年会论文集[C];2010年
7 王立忠;王经涛;陈金德;;低碳钢的ECAP挤压变形及其组织超细化的研究[A];第八届全国塑性加工学术年会论文集[C];2002年
8 王立忠;陈金德;王经涛;;低碳钢的ECAP挤压变形及其组织超细化的研究[A];制造业与未来中国——2002年中国机械工程学会年会论文集[C];2002年
9 Yi Zhang;Fuyin Han;Yongsheng Wang;Wei Liang;Ping Wang;Jiaxue You;Xiting Zhong;;Microstructure and Mechanical Properties of Mg-6Zn-2Si Alloy Processed by Equal Channel Angular Pressing[A];中国材料大会2012第18分会场:先进镁合金及其应用论文集[C];2012年
10 孟丽;肖灵;于钟德;;电刺激参数与ECAP阈值关系的研究[A];中国声学学会第十届青年学术会议论文集[C];2013年
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1 郭廷彪;ECAP制备超细晶铜的组织演变、织构特征及力学性能研究[D];兰州理工大学;2010年
2 房大然;等通道转角挤压(ECAP)铝合金的力学性能和断裂行为[D];天津大学;2007年
3 郑志军;ECAP制备的块体纳米晶304不锈钢的组织演变、力学性能与腐蚀行为[D];华南理工大学;2012年
4 边丽萍;ECAP挤压亚共晶Al-Mg_2Si原位复合材料强韧化研究[D];太原理工大学;2011年
5 何运斌;ECAP超细晶ZK60镁合金的制备及其相关基础研究[D];中南大学;2011年
6 徐淑波;等通道弯角挤压(ECAP)变形机理数值模拟与实验研究[D];山东大学;2006年
7 宋杰;时效及ECAP处理无镍Ti基记忆合金相变与力学行为研究[D];上海交通大学;2011年
8 卢庆亮;准晶增强Mg-Zn-Y合金的ECAP变形组织及力学性能[D];山东大学;2006年
9 韩富银;ECAP变形AZ61-4Si和ZK60-4Si耐热镁合金组织与性能的研究[D];太原理工大学;2012年
10 徐红星;等通道转角大应变技术制备块体纳米结构铝材的研究[D];江苏大学;2010年
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1 叶小青;ECAP塑性力学分析与拉拔工艺研究[D];西安建筑科技大学;2001年
2 邓波;ECAP过程中铸态不锈钢的结构演化和力学性能研究[D];昆明理工大学;2007年
3 曹小芳;低碳钢的ECAP变形及组织细化机制研究[D];西安建筑科技大学;2003年
4 石凤健;ECAP工艺与材料组织性能控制的研究[D];江苏大学;2003年
5 斯志军;ECAP制备超细晶铜及其组织性能的研究[D];兰州理工大学;2008年
6 齐跃;ECAP制备的工业纯铁及纯铝的高温变形行为研究[D];东北大学;2013年
7 陈文杰;ECAP工艺对6061铝合金性能的影响[D];南京航空航天大学;2011年
8 王效岗;超低碳钢ECAP及组织性能研究[D];西安建筑科技大学;2004年
9 范国栋;等通道角变形(ECAP)对纯镁的阻尼性能与力学性能的影响[D];哈尔滨工业大学;2008年
10 周龙;ECAP工艺对镍钛记忆合金的显微组织和性能的影响[D];华南理工大学;2011年
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