sm对mg-gd-y-zr合金组织和性能的影响

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1、分类号：TG146.2密级：公开UDC：学校代码：10127硕士学位论文论文题目：Sm对Mg-Gd-Y-Zr合金组织和性能的影响英文题目：EffectofSmadditiononmicrostructureandpropertiesofMg-Gd-Y-Zralloy学位类别：硕士研究生姓名：张奇学号：201202177学科(领域)名称：材料科学与工程指导教师：孙良成职称：教授协助指导教师：职称：2015年6月15日内蒙古科技大学硕士学位论文摘要高性能轻型合金材料是国家“十二五”规划重点发展的新材料之一。镁合金作为一种密度较低的轻金属结构材料，其比强度、比刚度

2、高，电磁屏蔽性佳，阻尼减振性、散热性好，可满足交通工具、航空航天领域及电子产品对质轻、减振、防辐射等方面的要求，具有广阔的应用前景。稀土对镁合金的强化效果显著，其中Mg-Gd-Y-Zr系合金表现出较佳的力学性能。如何减少Gd、Y的用量，利用低成本的稀土元素部分替代合金中昂贵的元素来降低制备成本已成为当前Mg-Gd-Y-Zr研究领域的重要课题。本文采用镁合金电阻熔炼炉在保护气氛下制备不同Sm含量的Mg-6Gd-3Y-Sm-0.5Zr合金，利用万能拉伸试验机、X射线衍射、光学金相、扫描电镜等测试手段分析材料的宏观力学性能和微观形貌。主要研究内容如下：1.研究了稀

3、土元素Sm对铸态Mg-6Gd-3Y-xSm-0.5Zr（x=0,1,3,6）合金组织及力学性能的影响。结果表明，铸态Mg-6Gd-3Y-Zr组织由α-Mg、Mg24Y5、Mg5Gd相构成，Sm加入后出现Mg41Sm5相。随着Sm含量的增加，合金第二相逐渐增多，为粗大骨骼状共晶组织；随着Sm含量的增加，合金抗拉强度呈先升高后降低再回升的变化趋势，延伸率呈现与抗拉强度相反的变化趋势。2.分析了稀土元素Sm对固溶态Mg-6Gd-3Y-xSm-0.5Zr（x=0,1,3,6）合金组织及力学性能的影响。经过530C固溶处理，合金的组织得到了改善，随着固溶处理时间的

4、延长，原铸态下粗大的共晶组织逐渐消失，新生成富稀相，并且随着稀土Sm的增加，块状相逐渐增多。研究表明，经过8h固溶处理，合金力学性能最佳，随着Sm含量增加合金的抗强度逐渐升高。在8h固溶态下，Mg-6Gd-3Y-6Sm-0.5Zr合金抗拉强度最高，为231.87MPa，其延伸率为2.24%；合金延伸率随着Sm含量的增加逐渐下降，可能与组织中富稀土相的增加有关。3.研究了时效对Mg-6Gd-3Y-6Sm-0.5Zr合金组织及力学性能的影响。结果表明，Mg-6Gd-3Y-6Sm-0.5Zr合金随着时效时间的延长，维氏硬度值先增大后进入平缓阶段，20h达到峰值硬度

5、。合金经过峰值时效后共晶相大量析出，多以棒状形式存在，成分与铸态接近，组织进一步均匀化。棒状相能够有效地阻碍位错线的滑移，抗拉强度提高明显，为331.47MPa，较铸态提高130MPa，但延伸率下降到0.72%。关键词：镁合金；微观组织；力学性能；SmI内蒙古科技大学硕士学位论文AbstractMagnesiumalloyshaveincreasingattractedscientificinterestforpotentialapplications.Highspecificstrengthandstiffnessandgoodelectromagneti

6、cshieldingcharacteristicscombinedwithquitelowdensitymakethemveryattractiveasstructuralmaterialsinapplicationswhereweightsavingisofgreatimportance.Sucharesareaircraftandspacemachinery,butgroundtransport,includingautomobilesand3Cproducts.Rareearthscangreatlyimprovethestrengthproperti

7、es.RecentreportsshowedthatMg-Gd-Y-Zralloysexhibithighproperties.Therefore,usinglowcostrareearthselementstoreduceconsumptionofGdorYhavebecomeanadvancedresearchprojectinmagnesiumalloysareas.Mg-Gd-Y-Sm-Zralloysaresuccessfullypreparedinelectricresistancefurnacewithshieldinggas.Strength

8、propertiesandmicrostructur