mg-gd-y-nd-zr合金搅拌摩擦加工的微观组织和性能研究

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1、Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金搅拌摩擦加工的微观组织和性能研究重庆大学硕士学位论文（学术学位）学生姓名：郑璇指导教师：刘庆教授专业：材料科学与工程学位类别：工学重庆大学材料科学与工程学院二O一五年四月MicrostructureandmechanicalpropertiesoffrictionstirprocessedMg-Gd-Y-Nd-ZralloyAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster‟sDegreeofEngineeringByZhengXuanSupe

2、rvisedbyProf.LiuQingMajor:MaterialsScienceandEngineeringCollegeofMaterialsScienceandEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaApril,2015中文摘要摘要论文利用电子背散射衍射技术（EBSD）、X射线衍射技术(XRD)、金相分析(OM)、显微硬度和拉伸测试等实验手段，较为系统的研究了固溶和时效态Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金在搅拌摩擦加工过程中的微观组织与织构演变规律，并对比分析了不同热处理工艺对材料微观组织与力学性能的影响。论文的主要研究结果如下：①

3、利用搅拌摩擦加工技术，在前进速度和旋转速度分别为100mm/min和800rpm的加工参数下，实现了对固溶态和时效态Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金微观组织的调控，大大改善了其力学性能。②SS-FSP合金在SZ内微观组织均匀且形成了细小的等轴晶，而AG-FSP合金的SZ中形成了一些由细晶粒组成的黑色带状组织，表明稀土元素在合金中的存在形式（固溶或沉淀相）对搅拌摩擦加工过程中微观组织演变有明显影响。③Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金搅拌区的织构演变规律与AZ及ZK系镁合金类似，但是织构更为分散、强度很弱，这可能与合金中存在较多的稀土元素有关。进一步的研究表明，稀土元素在Mg-Gd-Y-Nd-Zr合

4、金中的存在形式，对搅拌摩擦加工过程中的微观织构演变影响很小。④在搅拌摩擦加工过程中，Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金的搅拌区发生了完全动态再结晶。其中，晶粒细化的主导再结晶机制为连续动态再结晶(CDRX)，受到Gd、Y等元素的抑制，不连续动态再结晶(DDRX)的作用有所减弱。⑤在SS-FSP合金和AG-FSP合金中，第二相和晶粒尺寸均影响合金的显微硬度，且第二相对硬度的影响远大于晶粒尺寸的影响。对两种合金进行时效后，最高硬度出现在SZ，表明时效后第二相颗粒造成的硬度差异减弱，晶粒尺寸成为合金面硬度的主要影响因素。⑥搅拌摩擦加工提高了Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金的综合力学性能。对FSP合金进行

5、时效后，合金的强度升高，延伸率下降。关键词：搅拌摩擦加工，Mg-Gd-Y-Nd-Zr镁合金，组织和织构演变，力学性能，动态再结晶I英文摘要ABSTRACTThisstudymainlyaimstoinvestigatethemicrostructuralandtexturalevolutionsofMg-Gd-Y-Nd-ZralloyduringtheFSPaswellasitseffectonthemechanicalpropertiesofFSPalloy.Inthisstudy,characterizationtechniquessuchaselectronbackscatterdif

6、fraction(EBSD),x-raydiffraction(XRD)andopticalmicroscope(OM)wereemployed.Bytheanalysisthemicrostructureandtexture,themechanismsofgrainrefinementandtexturalevolutionwerefurtheranalysedtorevealtheeffectsofrareelementsontheFSPMg-REalloys.Theconclusionswereasfollows:①TheFSPcouldbesuccessfullyusedinMg-G

7、d-Y-Nd-Zralloytomodifythemicrostructureandtexturewithrotationrateof800rpmandtraversespeedof100mm/min.②ThemicrostructureisuniformandformsthefineequiaxedinSZofSS-FSPalloy,whilethesomefinegrainbandswereformedi