SiC、Si對(duì)Mg-Gd系合金組織與力學(xué)性能的影響.pdf

1、中圖分類號(hào)TG292UDC31碩士學(xué)位論文學(xué)校代碼!Q5三三密級(jí)公玨SiC、Si對(duì)MgGd系合金組織與力學(xué)性能的影響TheEffectofSiCandSiOiltheMicrostructureandMechanicalPropertiesofMgGdAlloy作者姓名：學(xué)科專業(yè)：研究方向：學(xué)院(系、所)：指導(dǎo)教師：官立群材料加工工程鎂合金材料科學(xué)與工程鄧運(yùn)來(lái)論文答辯日期——答辯委員會(huì)主席匡堅(jiān)中南大學(xué)2013年05月SiC、Si對(duì)Mg—

2、Gd系合金組織與力學(xué)性能的影響摘要：鎂合金是工程應(yīng)用中最輕的結(jié)構(gòu)材料，具有高的比強(qiáng)度和比模量，在航空航天、汽車工業(yè)、武器裝備等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)構(gòu)件性能提出了更高的需求，其中鎂合金低的彈性模量嚴(yán)重阻礙了其進(jìn)一步的發(fā)展和應(yīng)用。本文通過(guò)向MgGd系合金中添加高模量的SiCp增強(qiáng)體制備了MgGdY二NUSiCp復(fù)合材料，添加高模量合金化元素Si制備了MgGdSiZn合金，兩種材料的彈性模量均有明顯提高。本文運(yùn)用金相

3、顯微分析、掃描電鏡分析、X射線衍射分析、室溫拉伸和第一性原理計(jì)算等方法，對(duì)材料的組織及性能進(jìn)行了研究，得出了如下結(jié)果：(1)分別采用半固態(tài)攪拌鑄造法與真空重熔法制備了Mg5GdIY1Nd15SiC復(fù)合材料并研究了兩種制備方法對(duì)材料組織與性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)SiC顆粒會(huì)與基體材料中的Gd和Y元素發(fā)生反應(yīng)生成REmSin化合物，雖然REmSin第二相具有一定的強(qiáng)化效果，但反應(yīng)降低了基體中稀土含量，減弱了稀土的析出強(qiáng)化效果，進(jìn)而降低材料強(qiáng)度；

4、同時(shí)反應(yīng)還降低了SiC顆粒含量，減弱了SiC增強(qiáng)體對(duì)彈性模量的增強(qiáng)效果。攪拌鑄造法制備的復(fù)合材料由于攪拌過(guò)程吸入了大量的氣體雜質(zhì)，降低了材料的力學(xué)性能，其擠壓T5態(tài)的抗拉強(qiáng)度為249MPa，延伸率為530／o，彈性模量為519GPa；真空重熔法制備的復(fù)合材料將攪拌鑄造過(guò)程中吸附的氣體雜質(zhì)部分排除，其擠壓T5態(tài)的抗拉強(qiáng)度為271MPa，延伸率為42％，彈性模量為502GPa。(2)研究了Si元素對(duì)MgGd系合金組織與性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)S

5、i元素可與Gd元素反應(yīng)生成Gd5Si3和GdSi2化合物。稀土元素的減少以及Si元素強(qiáng)烈的空位結(jié)合能力嚴(yán)重減弱了MgGdSiZn合金的時(shí)效強(qiáng)化效果。其中擠壓態(tài)Mg10Gd3Si1Zn合金抗拉強(qiáng)度為2657MPa，延伸率為86％，彈性模量為503GPa；Mg15Gd3Si1Zn合金抗拉強(qiáng)度為2976MPa，延伸率為57％，彈性模量為526GPa。與相應(yīng)的擠壓T5態(tài)MgxGd合金相比強(qiáng)度相差不大，說(shuō)明失去析出強(qiáng)化效果的MgGdSiZn合金存