IECAP及时效对Mg-Nd-Zn-Zr合金组织和力学性能的影响

摘要

为了改善Mg-Nd-Zn-Zr合金的组织，提高合金的力学性能，本文采用联合正向挤压和等通道转角挤压的复合挤压(IECAP)方法，制备高强Mg-3.0Nd-0.4Zn-0.5Zr合金。通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)进行组织分析及力学性能测试，研究了IECAP温度及随后时效处理对合金组织和性能的影响。
　　合金经过IECAP挤压后，获得了超细晶组织，挤压温度为350℃时合金挤压后晶粒尺寸最小，平均晶粒尺寸约为0.5μm，此温度下，合金的强度最高，抗拉强度和屈服强度分别达到288 MPa和248 MPa，此时的延伸率最低为14.4％。随着挤压温度的升高(350℃、400℃、450℃)，晶粒尺寸逐渐增大、合金强度降低、延伸率升高。挤压温度在450℃时，合金的晶粒尺寸最大，平均晶粒尺寸为6μm左右，此时合金的强度最低，抗拉强度和屈服强度分别为195 MPa和101 MPa，延伸率最高为26.1%。IECAP挤压后晶粒细化产生的细晶强化，是强度提高的主要原因，试样经较高温度IECAP挤压后，断口上形成大量韧窝，表现为明显的韧性断裂特征。
　　合金经过IECAP+时效工艺处理，晶粒尺寸与未时效合金相比基本无变化，但强度进一步提高，延伸率小幅下降。挤压温度为350℃时的时效态合金强度最高，抗拉强度和屈服强度分别为307 MPa和264 MPa，其延伸率为12.9%。挤压温度为450℃时的时效态合金的强度最低，抗拉强度和屈服强度分别为202 MPa和110 MPa，延伸率最高为21.5%。合金经时效处理后，基体内析出了大量的细小析出相，致使合金强度提高。挤压温度较高的合金经时效处理后，断口具有大量的韧窝形貌，表现为韧性断裂特征。

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第1章 绪论

1.1课题研究的背景及意义

1.2耐热镁合金研究现状

1.3 等通道转角挤压研究现状

1.4课题研究主要内容

第2章 试验材料与试验方法

2.1合金熔炼

2.2合金的热处理

2.3 IECAP工艺

2.4显微组织观察与分析

2.5力学性能测试

第3章 IECAP温度对挤压态合金组织和性能的影响

3.1引言

3.2 IECAP温度对挤压态合金组织的影响

3.3 IECAP温度对挤压态合金织构的影响

3.4 IECAP温度对挤压态合金力学性能的影响

3.5 IECAP温度对挤压态合金断裂行为的影响

3.6本章小结

第4章 时效对IECAP合金组织和力学性能的影响

4.1引言

4.2时效对IECAP合金组织的影响

4.3时效对IECAP合金织构的影响

4.4时效对IECAP合金力学性能的影响

4.5时效对IECAP合金断裂行为的影响

4.6本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢