Mg--Sn--Ca系合金富镁角相平衡与热挤压态力学性能研究

摘要

Mg-Sn-Ca三元合金作为非稀土合金，其Sn，Ca元素的添加形成的析出相对合金具有很强的析出强化作用，然而Mg-Sn-Ca三元合金系富镁角相平衡仍缺乏准确的实验数据。 本文使用金相分析、扫描电镜、能谱分析、差热分析等多种实验检测手段，对Mg-Sn-Ca合金富Mg区域铸态显微组织以及在500℃平衡处理2周后的显微组织和物相进行检测和分析，并且设计出三组Mg原子含量相同，Sn/Ca不同的Mg-Sn-Ca系合金，并分别对每组合金进行热挤压后的显微组织和相应的力学行为进行研究，具体的研究结果有如下几点: (1)Mg-Sn-Ca合金铸态组织中，当Ca/Sn比在0.63～0.99范围内时才能获得单一的CaxMg2-xSn相;Sn/Ca比值增大，Mg2Ca相析出;而Sn/Ca比值减小时，析出Mg2Sn相。 (2)建立了Mg-Sn-Ca合金富Mg角500℃等温截面图。在500℃平衡态富Mg角区域存在三个两相区:(Mg)+Mg2Ca、(Mg)+CaxMg2-xSn、(Mg)+Mg2Sn两相区;两个三相区:(Mg)+Mg2Ca+CaxMg2-xSn和(Mg)+Mg2Ca+CaxMg2-xSn。 (3)实验确定Mg-Sn-Ca体系富Mg角存在如下两个四相反应，即在Mg-Ca一侧，L←→(Mg)+Mg2Ca+CaxMg2-xSn，反应温度为519℃;在Mg-Sn一侧，L←→(Mg)+Mg2Sn+CaxMg2-xSn，反应温度为561℃。 (4)Mg95Sn0.5Ca4.5，Mg95Sn3Ca2，Mg95Sn4.5Ca0.5三组合金试样中，随着Ca含量的增加，Mg2Ca相析出，合金的强度显著升高，延伸率略有降低，抗拉强度和延伸率分别为353.82MPa和8.4％。随着Sn含量的增加，Mg2Sn相析出，合金的强度略有降低，为284.48MPa。

目录

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摘要

第一章绪论

1．1镁及镁合金的概述

1．1．1镁的性质

1．1．2镁合金的性能优点

1．1．3镁合金发展局限性

1．1．4镁合金在各个领域的应用

1．2镁合金的改性

1．2．1镁的合金化

1．2．2合金元素对镁合金组织性能的影响

1．3相图概述及其测定方法

1．3．1相图概述

1．3．2相图的实验测定原理及其方法

1．4 Ca-Mg-Sn体系相图研究现状

1．4．2 Mg-Sn系相图研究

1．4．3 Ca-Sn系相图研究

1．4．4 Mg-Sn-Ca三元系相图研究

1．5课题研究意义及内容

1．5．1研究意义

1．5．2研究内容

第二章实验原理与分析

2．1实验技术路线

2．2实验材料及制备方法

2．2．1合金成分选择

2．2．2合金熔炼

2．2．3合金的平衡处理

2．2．4挤压棒材的制备

2．2．5试样拉伸的制备

2．3实验研究方法及原理

2．3．1扫描电子显微分析

2．3．2金相分析

2．3．3差热分析

第三章Mg-Sn-Ca系合金富镁区相平衡

3．1 Mg-Sn-Ca系富镁区合金铸态组织研究

3．2 Mg-Sn-Ca系合金富镁区500℃的相平衡

3．3 Mg-Sn-Ca系合金DSC分析

3．4 Mg-Sn-Ca系富镁区域的500℃等温截面图

3．5小结

第四章挤压态Mg-Sn-Ca系合金组织及力学性能研究

4．1．2挤压态Mg-Sn-Ca合金纵截面显微组织

4．2挤压态Mg-Sn-Ca合金不同成分样品的力学性能

4．3挤压态Mg-Sn-Ca合金不同成分样品的断口分析

第五章结论

参考文献

致谢