Mg-Zn-Y合金的长周期结构演化及力学性能研究

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1、西安建筑科技大学硕士学位论文Mg-Zn-Y合金的长周期结构演化及力学性能研究专业：材料工程硕士生：杜金星指导老师：华建社教授赵旭讲师摘要镁合金具有低密度和比强度高的特点，广泛应用于汽车、电子、航天等领域。近年来，通过对镁合金的深入研究，认为Mg-(Cu，Zn，Ni)-RE合金能够生成一种特殊的长周期有序（LPSO）结构，这种结构的镁合金材料具有良好的组织及力学性能，可以有效提高镁合金的各项性能。因此，通过调整镁合金中合金元素的种类和成分比例或加入适量稀土元素，研究长周期有序堆垛结构与合金成分之间的关系及

2、其规律，对镁合金的应用研究具有重要的理论意义及实用价值。本文采用铸造、热处理的工艺方法，制备了含有长周期有序结构（LPSO）的新型Mg-Zn-Y系合金；通过对合金的LPSO结构的形成及强化效果进行分析，研究了合金化元素与稀土元素的含量对长周期结构的形成、转化及其对合金力学性能的影响。研究表明，LPSO结构可以提升合金的力学性能。Mg-2.5Zn-6.8Y合金的在500℃温度下热处理时间为10h时，合金的力学性能较好，延伸率和抗拉强度分别为5.1%和149MPa。合金在500℃温度下热处理10h，LPSO

3、结构部分固溶在基体中，且发生显著细化。Mg-Zn-Y合金中加入Al后，合金的性能得到提升。合金中加入Ag后，细化程度明显，Ag元素能在一定程度上影响LPSO相的整体分布和形貌。Mg-Zn-Y-Al合金中，Al元素对合金有一定的强化作用，能提高合金的力学性能。合金中铝的含量为1%时，合金力学性能较好，延伸率和抗拉强度分别为5.4%和176MPa。Mg-Zn-Y合金中添加Ag后，合金的晶粒得到细化，合金中部分第二相沿晶界析出，有少量Mg3Ag相生成。其主要分布在晶界处，能有效阻止塑性变形时晶界滑移和阻碍位错

4、的运动，提高晶界稳定性和抗拉强度。合金中Ag含量为3%时，西安建筑科技大学硕士学位论文合金拉伸性能和延展性较好，抗拉强度和伸长率分别为194MPa和7.1%。当Ag含量为2%时，经200℃时效处理，时长24h，合金显微硬度最佳，为81.2HV。关键词：Mg-Zn-Y合金；合金化；长周期结构；热处理；力学性能本研究得到国家自然科学基金青年项目基金资助项目(项目编号：E041501)、陕西省科技厅青年人才项目(项目编号：2015JQ5180)、陕西省教育厅青年人才项目(项目编号：15JK1446)的资助。西

5、安建筑科技大学硕士学位论文Long-periodStructuralEvolutionandMechanicalPropertiesofMg-Zn-YAlloysSpecialty:MaterialsEngineeringAuthor:DuJinxingSupervisor:ProfessorHuaJiansheSeniorEngineerZhaoXuABSTRACTMagnesiumalloyhasthecharacteristicsoflowdensityandhighspecificstrengt

6、h,andiswidelyusedinautomotive,electronics,aerospaceandotherfields.Inrecentyears,throughthein-depthstudyofmagnesiumalloys,itisbelievedthatMg-(Cu,Zn,Ni)-REalloyscangenerateaspeciallong-periodordering(LPSO)structure.Thisstructureofmagnesiumalloymaterialhasa

7、goodorganization.Andmechanicalproperties,caneffectivelyimprovetheperformanceofmagnesiumalloys.Therefore,byadjustingthetypesandcompositionratiosofalloyingelementsinmagnesiumalloysorbyaddingappropriateamountofrareearthelements,therelationshipbetweenthelong

8、-periodicallyorderedstackingstructureandthecompositionofalloysandtheirlawsarestudied.Theapplicationofmagnesiumalloyshasimportanttheories.Meaningandpracticalvalue.Inthisexperiment,anewtypeofMg-Zn-Yalloycontainingalong-cycle