变形Mg-Zn-Y-Zr合金的力学行为研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 刘志浩 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2007-05-26 |
| 授予单位 | 中国科学院金属研究所 |
| 授予地点 | 金属研究所 |
| 导师 | 韩恩厚 |
| 关键词 | 变形Mg-Zn-Y-Zr合金 力学行为 热处理 热循环 H+辐照 |
| 其他题名 | Mechanical Behavior of Wrought Mg-Zn-Y-Zr Alloys |
| 学位专业 | 材料学 |
| 中文摘要 | 近年来，在材料领域掀起了一股镁合金的研究热潮，这主要是镁合金作为最轻的金属结构材料，对节省能源消耗、减少废气排放具有特殊优势所致。在对材料轻质有特殊要求的航空航天领域的应用更是潜力巨大。其独一无二的资源优势也使得材料学家对其广泛应用和部分取代钢铁、铝合金的前景寄予厚望。 传统铸态镁合金强度普遍不够理想、产品类型不够丰富，难以满足众多领域对镁合金日益增长的需求，因而尽快开发高强、耐热、耐蚀镁合金就成为一种战略需要。 在ZK60中添加Y被认为是一种既能提高强度，又能改善合金耐热和抗蚀能力的有效途径。所形成的Mg-Zn-Y-Zr合金，通过热机械加工后，具有更为优异的性能，正引起众多研究者的关注，被认为是一种具有广阔应用前景的准商业化合金系列。 本论文旨在研究：① 不同热机械加工方式(锻造和挤压)下合金的室温力学性能行为；② Y对合金性能的影响及影响机理；③ 热处理对合金力学性能的影响及影响机理；④ 地面模拟低地球轨道空间环境处理对合金力学性能的影响及影响机理。同时，为了便于比较，对比研究了挤压态ZK60合金的力学性能。 研究结果表明： (1) 锻造态和挤压态下合金的组织和力学行为明显不同,甚至挤压板从表层到中间层的组织特征也显著不同。 (2) 决定合金相组成的重要因素是Zn/Y的质量比以及二者质量分数之和，不同的Zn/Y比值对于合金相的组成具有重要的指示作用。同时，冶金参数、加工方式和热处理制度等因素对合金相组成也具有影响。这主要是由于W相(Mg3Zn3Y2)和I相(Mg3Zn6Y)不同的熔点及物理特性所致。在本文四种不同Y含量的合金中，含2.30wt.%Y的合金2(Zn/Y=2.45)具有最佳的力学性能。 (3) 常规热处理(T4、T5、T6)显著改变了合金的晶粒尺寸，调节了组织中第二相的体积分数和分布形态。对合金的力学性能，尤其是高周疲劳性能的影响明显。同时，加载方式对合金疲劳失效机制也具有直接影响。T6态合金试样在应力比R=-1的加载方式下具有最高的疲劳强度，而T4态合金试样的疲劳强度最低。当应力比R=0.1时，T5态和T6态合金试样具有比其它状态合金试样高一个数量级的疲劳强度。 (4) 地面实验室模拟低地球轨道空间环境中温度场变化的热循环实验结果表明，其影响合金力学性能的机理可能有以下四个方面：(a) 形成于合金组织中基体相与第二相界面处的弱化效应; (b) 形成于第二相粒子和晶界处的位错累积强化效应; (c) 形成于合金表层的压缩热残余应力; (d) 位错累积诱发形核结晶进一步细化合金组织效应。 (5) 合金试样经高能H+辐照后，脆性增加，强度轻微减小, 被辐照面呈现 “染色”效应。在辐照过程中，局部区域温度升高导致合金组织晶粒长大、部分第二相熔解及相互转化，并表现出辐照硬化效应。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-04-10 |
| 页码 | 142 |
| 源URL | [http://ir.imr.ac.cn/handle/321006/16944]  |
| 专题 | 金属研究所_中国科学院金属研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 刘志浩. 变形Mg-Zn-Y-Zr合金的力学行为研究[D]. 金属研究所. 中国科学院金属研究所. 2007. |
入库方式： OAI收割
来源：金属研究所
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