Mg,2Si粒子增强Mg-Al基复合材料的制备与性能研究

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1、山东大学硕士学位论文M92Si粒子增强Mg-AI基复合材料的制备与性能研究摘要本文针对镁合金存在的力学性能，尤其是高温力学性能较低的问题，较全面的研究了混合稀土、锶等合金化，以及M＆Si白生粒子对Mg-赳合金组织、室温力学性能、高温力学性能及高温性能稳定性等的影响，并从热力学及动力学角度进行了si与Mg-Al合金熔体的反应可行性分析，推导了si02与Mg-AI合金液反应机理，建立了反应动力学模型．研究结果表明，Sr对M94a合金具有较好的细化效果，0．1％的sr使固溶处理后的晶粒尺寸由120-1601ma减小到5

2、0．801un；T6状态下室温抗拉强度由147．77MPa增长为183．25MPa，维氏硬度由85增长为102．RE对提高含铝镁合金的力学性能特别是耐热性能具有良好的效果，2％的RE与合金中的Al形成针状或片状高熔点的AIllRE3增强相，跨于晶界并深入晶内；1"6状态下室温抗拉强度增加到173．25MPa，维氏硬度增加到103；断口形貌变为由浅韧窝、窄台阶组成的韧性混合断口．SiOz粉末与Mg．舢合金自生反应生成M＆Si增强相，研究发现随着si02加入量的增加，M92si颗粒形态逐渐由共晶态的针条状转变为初生态

3、的箭头或汉字状；复合后T6状态下材料的室温抗拉强度和维氏硬度分别提高了20，7％和22．3％，200℃和250℃高温抗拉强度分别为111．2MPa和79．6MPa．另外研究还发现，sf对复合材料中M＆si有变质效果，减小M92Si颗粒尺寸，RE合金化使组织中针状或片状处形成了RE、Si等元素的聚集，可能归因于部分A1llRE3作为M92si相形核基底或者RE-Si新相的形成：T6状态下sr、RE合金化后的复合材料室温抗拉强度分另Ⅱ提高了7．2％和5．1％，维氏硬度分别提高了5．8％和7．7％，200℃高温抗拉强度

4、增长为123．4MPa和143．3MPa，250℃高温强度为87．6MPa和95．5MPa．．摘要对复合材料的性能热稳定性研究表明，在300"C处理条件下，材料力学性能峰值集中出现在12．16小时，随后迅速下降。其中合金下降过程中速度较快，各种复合材料变化曲线相对较平缓，显示了较高的热稳定性。关键词Mg-AI合金M92Si粒子复合材料显微组织性能Ⅱ山东大学硕士学位论文ThestudyonthePreparationandPropertiesofMg-AlBasedCompositionMaterialsenfor

5、cedbyM92SiparticlesAbstractInordertoimprovethemechanicalperformancesofMgalloysespeciallyathightemp豇-dtufo,thispapermainlydeeledwiththeeffectofmixedRE，SrandM92Siin-situparticles011themJcrostnlcture,mechanicalpe—-oml触Ic韶atroom／hi【ghtcmperatureandthehigh-tempera

6、turpropertiesstabilityofMg-AIalloys,respectively．Onthebaseoftheanalysisofthermodynamicsandkinetics,thereactionfeasibilityofSiwithMy-A!alloymeltwasdiscussed；ThereactionmechanismofSi02andMg-A1alloymeltwasinferredandreactionkineticsmodelsWel'eestablished．Itwasfo

7、undmattheadditionofSrisofexcellentrefinementeffectonthemicrostmctureofMg-AIalloy．Thegrainsizeaftersolutiontreatmentdecreasedfrom120-1601anto50—80pmundertheadditionofO．1％Sr．Thetensilestrength缸room-temperatureincreasedfrom147．77MPato183．25MPaandVickershardnessi

8、ncreasedfTom85to102alT6state．TheadditionofREshowedallexcellenteffectonimprovingthemechanicalperformancesespeciallytheheat-resistantabilit,／ofMgalloycontainingAi．Thehighmelt-pointphaseofAI