| 题名 | 耐热Mg-Gd基合金的研究和应用; Research and Application of Heat Resistant Mg-Gd Based Alloys |
| 作者 | 彭秋明 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2008-05-28 |
| 授予单位 | 中国科学院长春应用化学研究所 |
| 授予地点 | 长春应用化学研究所 |
| 关键词 | Mg-Gd基合金 组织 力学性能 强化机理 应用 |
| 其他题名 | research and application of heat resistant mg-gd based alloys |
| 中文摘要 | 本研究从二元mg-gd体系出发，研究了添加不同稀土元素对mg-gd基合金的组织、时效行为和力学性能的影响。优化出多种力学性能优异、加工性能良好和耐热性突出的新型mg-gd-re-zn-zr系合金。在探讨mg-gd基合金强化机理的同时，提出了强化模型，并进行了定量分析。 在mg-gd二元体系中，通过对不同gd含量的合金组织，时效行为和力学性能的研究，发现gd不仅可以细化晶粒，还可以细化枝晶。合金中gd的含量大于8 wt.%开始表现出时效硬化现象，gd含量超过12wt.％时效硬化效果显著。在二元体系研究结果的基础上，选用mg-8gd基合金，研究了不同轻稀土元素lre(la, ce和nd)和重稀土元素hre (y, dy, ho 和er)对合金组织和性能的影响。结果表明，轻稀土中nd的作用效果最好，其次为ce和la。重稀土中y和dy的作用效果较好，其次为ho和er。将轻、重稀土综合考虑，在mg-8gd-3re(nd+y)-zr合金中，变化nd和y的添加量，发现nd和y的添加量分别为1 和2或2和1时，能够明显改善合金的综合力学性能。 研究了mg-8gd-2y-1nd-0.3zn和mg-8gd-1dy-0.3zn压铸合金的组织和性能。研究表明，两种合金的铸造性能好，而且具有优异的抗拉性能和蠕变性能，可以满足在250℃~275℃环境下使用。进一步研究了挤压变形mg-8gd-2y-1nd-0.3zn合金。合金成形性能好，抗拉强度和伸长率明显提高，而且改善了合金的高温抗蠕变性能，比压铸合金提高了近一个数量级。 发明了一种新型的分步固溶处理方法——振荡热处理方法，这种方法比传统的t6热处理方法更加有效，振荡热处理的主要作用是改变了凝固过程中析出相的尺寸和分布。 研究了mg-gd基合金凝固过程中的相析出和相转变。在合金的凝固过程中，容易生成块状的化学组成为mg5re（fcc结构）的共晶相；加入zn后，凝固中容易出现片状的mg3re（14h型）沉淀；时效强化的主要原因是在过饱和固溶体时效过程中析出针状的50 nm~100 nm的mg15re3相，它与基体具有半共格的位相关系，能够有效阻止位错滑移。但随着时效时间的延长，针状析出相长大，共格关系被破坏，导致强化作用降低。而对于压铸和挤压变形合金，合金析出相的种类不变，主要的不同是挤压变形合金析出化合物的分布更加均匀，尺寸更小。 开发了高强度耐热mg-12gd-4y-2nd-0.4zn-0.6zr合金，这种合金经过热处理后，力学性能优良，热稳定性突出。在300 ℃的抗拉强度约为300 mpa，400 ℃的抗拉强度在100 mpa以上。本合金流动性能良好，适合于砂型铸造，在具有高温、高强度要求的镁合金制品方面极具潜力。 从金属材料强化原理出发，建立了mg-gd基合金的强化模型，并进行了定量分析。结果表明，析出强化是mg-gd基合金的主要强化方式，但实际试验值和理论值略有偏差，分析认为主要是由于β'相体积分数的变化区间较宽，且合金制备过程中不可避免地产生一些微观缺陷所致。 采用新型合金制备出了一些工业用品部件，探索了该类合金在机械、汽车和高技术等工业领域中的潜在应用 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2011-01-17 ; 2011-04-28 |
| 页码 | 146 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.ciac.jl.cn/handle/322003/33763]  |
| 专题 | 长春应用化学研究所_长春应用化学研究所知识产出_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 彭秋明. 耐热Mg-Gd基合金的研究和应用, Research and Application of Heat Resistant Mg-Gd Based Alloys[D]. 长春应用化学研究所. 中国科学院长春应用化学研究所. 2008. |
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