mg-gd-y-ca-zr合金的组织和性能研究

《mg-gd-y-ca-zr合金的组织和性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号UDC密级编号硕士学位论文Mg-Gd-Y-Ca-Zr合金的组织和性能研究StudyonMicrostructureandPropertiesofMg-Gd-Y-Ca-ZrAlloys学位申请人：刘文闯指导教师：李全安教授一级学科：材料科学与工程二级学科：材料学学位类别：工学硕士2015年06月独创性声明本人声明，所呈交的论文是我个人在导师指导下完成的研究工作及取得的研究成果。据我所知，文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得河南科技大学或其它教育机构的其他学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所

2、做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：日期：摘要摘要稀土镁合金由于其良好的室温及高温力学性能，受到了人们的广泛关注，成为近年来研究的热点。但是稀土金属的价格一般都比较昂贵，致使其不能得到普遍的推广应用。Ca是碱土元素中的一种，其熔点较低，密度与镁的相近，且价格低廉。因此，在稀土镁合金中添加Ca，利用Ca替代或部分替代镁合金中的稀土元素，在保证其力学性能的基础上，降低其经济成本，进而开发含Ca的新型镁合金，会成为一个重要的研究方向。本文以Mg-5Gd-3Y-0.5Zr合金为基础，Ca元素按0.3wt%、0.6wt%、0.9wt%、1.2wt

3、%的比例加入合金中，研究合金的微观组织、力学性能和耐蚀性能。结果表明：Ca含量不同的Mg-Gd-Y-Ca-Zr合金的铸态和固溶时效态显微组织均由α-Mg基体、Mg2Ca、Mg5Gd和Mg24Y5相组成。随着Ca含量的增加，合金的晶粒得到细化，但Ca含量的增加也致使合金的第二相明显增多，在Ca含量为1.2wt%的铸态合金中，第二相在晶界上已呈连续网状分布，且部分覆盖晶界，使晶界轮廓不太清晰。经过固溶时效的热处理工艺后，在同一温度下，随着Ca含量的增加，四种实验合金的抗拉强度都是先升高后降低，在Mg-5Gd-3Y-0.6Ca-0.5Zr合金时抗拉强度最高。在合金成分一

4、定时，四种实验合金的抗拉强度都随温度的升高而下降。合金的延伸率随Ca含量的增加而减小，其断裂方式都属脆性断裂。与Mg-5Gd-3Y-0.5Zr合金相比，加Ca后，无论是室温还是高温，合金的抗拉强度都明显提高，室温下Mg-5Gd-3Y-0.6Ca-0.5Zr合金的抗拉强度达到230MPa，比Mg-5Gd-3Y-0.5Zr合金高出20MPa以上。Mg-5Gd-3Y-0.6Ca-0.5Zr合金的高温抗蠕变性能良好。在200-300℃温度范围内和50MPa-70MPa应力范围内，其蠕变应力指数n值为1.11-2.92，蠕变激活能Qc的值为147.3-172.7kJ/mol

5、，分析其蠕变机制主要是扩散控制机制向晶界滑动和位错滑移控制机制转变。在室温下，对四种实验合金在不同浓度的NaCl溶液(浓度为0.5%、2.0%、3.5%)中的腐蚀行为进行了研究。合金成分一定时，随着NaCl腐蚀液浓度的增加，四种实验合金的腐蚀速率均增大。在同一浓度的NaCl腐蚀液中，合金的耐蚀性能随Ca含量的增加而先增强后减弱，其中Mg-5Gd-3Y-0.6Ca-0.5Zr合金的腐蚀速率最小，耐蚀性能最好。1摘要关键词：Mg-Gd-Y-Ca-Zr合金；显微组织；力学性能；耐蚀性能论文类型：应用基础研究选题来源：国家自然科学基金2ABSTRACTABSTRACTRa

6、reearthmagnesiumalloyshasreceivedwideattentionduetotheirgoodmechanicalpropertiesatroomandhightemperature,whichisbecomingahotspotofresearchinrecentyears.Butrareearthmetalscannotbewidelyappliedbecauseofthepriceisgenerallyexpensive.Caisoneofthealkalineearthelements,anditsmeltingpointislo

7、w,densityissimilartoMg,andcostslow.Therefore,onthebasisofensuremechanicalproperties,Caisaddedtocompletelyorpartlyreplacerareearthelementsinmagnesiumalloystoreducetheeconomiccost.ThusthedevelopmentofnewmagnesiumalloycontainingCa,willbecomeanimportantresearchdirection.Thispaperisbasedon

8、theMg