热处理对复合添加Nd、Gd的Mg-6Al合金组织及高温蠕变与拉伸性能的影响

来源 :西安理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:flowerofwind
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本文主要探究固溶处理(T4)、固溶+时效处理(T6)两种热处理工艺对复合添加Nd、Gd的Mg-6Al合金显微组织及高温蠕变与拉伸性能的影响。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)观察不同热处理态合金经高温蠕变与高温拉伸后的显微组织;采用X衍射分析(XR D)与能谱分析等研究合金的物相组成;采用透射电镜(TEM)研究基体与第二相的位向关系及位错分布。研究了 Mg-6Al-1Nd-xGd(x=0,0.5,1,L5wt%)合金的时效硬化行为;对T4、T6两种热处理状态的Mg-6Al-1Nd-1Gd 合金进行 150℃、175℃、200℃及 50MPa、70MPa、90MPa条件下的的高温压缩蠕变实验,分析T4、T6两种热处理方式对合金高温蠕变抗力的影响;对T4、T6两种热处理状态的Mg-6Al-1Nd-1Gd合金进行150℃、175℃、200℃下的拉伸实验,分析T4、T6态合金的拉伸强度和断口形貌,并研究T6处理后,不同Gd含量的Mg-6Al-1Nd-xGd(x=0,0.5,1,1.5wt%)合金室温及高温拉伸性能。得到的结论如下:(1)本次实验固溶处理工艺最佳参数为420℃×24h,此时Mg-6Al-1Nd-1Gd合金的维氏硬度达到 32.24 HV5。经T6 处理后的 Mg-6Al-1Nd-xGd(x=0,0.5,1,1.5wt%)合金,由于Gd含量的增加,金属间化合物Al2RE(Nd、Gd)体积分数增加,对β-Mg17Al12相的抑制作用愈发显著,导致β-Mg17Al12相的含量极大降低。同时,Gd元素的加入会使Mg-6Al-1Nd-xGd合金的时效过程延长,随着Gd含量的增加,合金在200℃时效时的硬度峰值从28h延迟到36h附近,Gd含量为1%时合金峰值硬度最大,达到53.1 HV5。(2)T4、T6两种热处理方式都能提高合金的抗高温蠕变性能,T4处理后合金的抗蠕变性能提升最高,T4态Mg-6Al-1Nd-1Gd合金的蠕变应变量和稳态蠕变速率在70MPa,200℃时分别降至1.8%和2.333×10-8 s-1。合金抗蠕变能力受温度影响显著,当蠕变温度从150℃升高到200℃时,蠕变量和稳态蠕变速率分别从0.55%和5.306×10-9s-1升高至1.8%和2.333×10-8s-1,提高了将近一个量级。(3)通过计算并结合微观组织分析,得到不同热处理状态的Mg-6Al-1Nd-1Gd合金的蠕变机制,T4态与T6态的Mg-6Al-1Nd-1Gd合金蠕变机制均为位错滑移和晶界滑移共同作用。(4)T4、T6两种热处理方式都能提高合金的高温力学性能。在200℃时,T6态Mg-6Al-1Nd-1Gd合金的抗拉强度达到最大值,T4态合金的伸长率达到最大值。合金受温度的影响较为明显,抗拉强度随温度的升高而降低,伸长率则随温度的升高而升高,当温度从150℃上升到200℃时,T6态Mg-6Al-1Nd-1Gd合金的抗拉强度由196.37MPa下降到146.71MPa,下降了 25.29%,伸长率则由8.42%上升到22.30%。(5)T6态Mg-6Al-1Nd-xGd(x=0,0.5,1,1.5wt%)合金中,随着Gd含量的增加,合金的室温和高温拉伸性能均呈先增加后降低的趋势,其中Mg-6Al-1Nd-1Gd合金在室温(20℃)及高温(150℃、175℃、200℃)条件下的抗拉强度最优,分别为214.49MPa、196.37MPa、178.56MPa 及 146.75MPa。
其他文献
基于政社互动的视角,构建了"政府主导—居民互动"的分析框架,运用多案例比较的方法,选取南京市四个国际化社区作为案例,探索不同类型国际化社区协商治理的模式。结果显示:国际化社区协商治理的模式有政府赋权型协商、居民能动型协商、双向增能型协商、双向失序型协商四类。政府赋权型协商中,政府自上而下赋权居民协商,导致政府效能强、居民自治弱,因此要提升居民自治性。居民能动型协商中,居民自下而上推动政府进行协商,
TA1/Q345爆炸复合板作为一种兼有钢的高强度和钛的优异耐蚀性的层状复合结构材料,在航天航空、石油化工、海洋工程等领域具有广阔的应用前景,但实际工程爆炸焊接过程具有瞬时性、危险性,且实际爆炸焊接试验费时、费力,同时,爆炸焊接复合板在生产过程及后续加工中残余应力对产品质量有很大影响,因此,以爆炸焊接数值分析优化参数为前提,同时开展残余应力、微观组织及力学性能研究,对于提高复合板质量有着重要的理论与
大齿轮成形磨削加工中,机床加工误差的存在会造成齿轮精度显著降低。为了改善这一加工现状,本文采用数学解析和加工误差仿真方法研究机床加工误差对齿轮误差的影响规律,为提高数控成形砂轮磨齿机加工精度和机床前期设计提供了参考价值。主要研究内容如下:基于多体系统运动学理论利用齐次坐标变换矩阵建立了成形砂轮磨齿机直线轴和转动轴空间几何误差模型,采用低序体阵列描述机床拓扑结构。获得机床相邻体间理想和实际运动变换矩
砂型造型机在制芯过程中,砂粒原料不可避免地嵌入上下导轨表面之间,并犁切导轨表面,造成严重的磨粒磨损。导轨磨损后会降低造型机的合模精度并缩短使用寿命。为改善造型机导轨的摩擦学性能,本文分别研究了表面织构化处理及表面织构化与表面强化复合处理对摩擦副摩擦学性能的影响。得到以下主要结论:建立CFD模型研究沟槽织构参数对承载力的影响,研究表明沟槽织构能够提高油膜承载力,有利于形成润滑油膜。油润滑条件下,单层
纳米多孔金属超高的比表面积和内部大量连通的韧带为其带来优异的表面性能,这使得纳米多孔金属具有十分突出的电催化特性、应变可逆性和高屈服强度等特点。纳米多孔金属因其内部存在大量纳米尺度连通的孔隙表现出了与宏观尺度下密实金属大为不同的力学特性,而其巨大的应用潜力则急需对该问题进行研究。本文主要基于分子动力学模拟来对纳米多孔金属的微观结构和力学行为展开研究。计算的原子模型由相场法得到,这是因为相场法模拟的
石油、天然气多在环境气候恶劣的地区,这就要求输运管道必须具备高强高韧等综合力学性能。随着低碳贝氏体钢和高性能管线钢的发展,研制与其匹配的埋弧焊用焊接材料,并研究这种钢焊接接头的强韧化机理迫在眉睫。本文以低碳贝氏体钢(含碳量 0.044%)为母材,自主研发了烧结焊剂CaF2-MgO-A12O3-CaO-ZrO2匹配Mn-Ni-Mo-Ti-B合金系焊丝,使用康王埋弧自动焊机对母材进行双面焊双面成型。对
电火花线切割加工作为特种加工领域的重要分支,主要针对一些硬度高、形状复杂的材料,现己被广泛应用于汽车制造、模具制造、医疗器械和航天航空等领域。电火花线切割加工系统主要包括高频脉冲电源、储丝筒、机床床身、电解液循环系统、伺服运动控制系统等,其中脉冲电源的性能直接影响线切割加工过程的稳定性及被加工材料的表面粗糙度。本文通过分析电火花线切割加工机理与单脉冲放电能量对加工过程的影响,基于线切割加工过程中可
在复杂近地表条件地区(例如黄土塬、沙漠、山丘等地区),品质因子Q值小,地震波衰减现象严熏,导致地震分辨率大大降低。而初至波是地面地震资料中最容易识别和提取、信噪比最高的波组,有很重要的波场信息。因此,能否在这些复杂近地表地区进行精确的Q值层析反演尤为重要。因此,对品质因子Q进行精确估算并进行衰减层析反演势在必行。而传统的估算Q值的方法,如振幅衰减法、谱比法、质心频率偏移法等有其局限性,例如对震源子
带钢冷轧的生产技术是衡量钢铁工业发展水平的重要标志,成品的板形质量和板厚精度与轧制过程中的轧制力密切相关。轧制过程需要先后经历加速、稳速、减速三个阶段,随着轧制不断进行,轧辊磨损会引起轧辊状态的改变,若不及时更换轧辊导致冷轧过程无法正常进行。目前对轧制力预测的研究很少涉及整个轧制过程(全轧程),本文以单机架六辊可逆冷轧机为研究对象,以提高全轧程轧制力预测精度为目标,研究了多种预测轧制力的方法。根据
随着我国经济不断发展,对薄带材的精度要求越来越高,普通四、六辊轧机已经难以满足加工要求。二十辊冷轧机具有辊径小、整体刚度大、以及板形调整机构(ASU)等诸多优势,可以轧制更薄的带钢。目前,二十辊冷轧机主要针对辊系的变形与应力进行研究,很少涉及板带变形过程的研究。本文以某钢厂二十辊轧机为研究对象,以实际尺寸建立有限元模型,针对轧制过程中板带的变形过程进行仿真与分析。首先,依据二十辊冷轧机几何尺寸,基