快速凝固Mg-Zn-Y合金的制備、組織及性能.pdf

1、針對(duì)高比強(qiáng)、耐蝕鎂基合金的開(kāi)發(fā)和急冷快速凝固條件下非晶、準(zhǔn)晶亞穩(wěn)相凝固機(jī)制的研究問(wèn)題，本文在國(guó)內(nèi)首次提出了真空環(huán)境下，以“單輥甩帶法制備鎂合金薄帶－粉磨制粉－燒結(jié)制備塊體”為工藝路線制備含亞穩(wěn)相高性能鎂合金的研究思路，以Mg99-XZn1YX(X=1,2,3)合金和Mg95Zn4.3Y0.7、Mg82Zn17Y1合金為研究對(duì)象，在成功制備合乎設(shè)計(jì)成分的母合金和薄帶的基礎(chǔ)上，通過(guò)TEM、SAD、SEM、XRD、XRF、DSC、OM、顯微硬

2、度測(cè)定、化學(xué)穩(wěn)定性表征等分析手段，系統(tǒng)研究了成分、冷卻速率對(duì)以上合金的凝固組織和力學(xué)、化學(xué)穩(wěn)定性的影響，初步探討了Mg-Zn-Y在急冷快速凝固條件下的凝固機(jī)制和腐蝕機(jī)制。隨后，通過(guò)粉磨、預(yù)壓、燒結(jié)成型工藝探討，制備出了快速凝固Mg82Zn17Y1合金燒結(jié)塊體材料，并研究了其抗壓性能。本文的主要工作和獲得的主要結(jié)論如下： (1)通過(guò)制備工藝探索和原料收得率計(jì)算及成分優(yōu)化，成功制備出了合乎設(shè)計(jì)成分要求的Mg-Zn-Y母合金試樣和不

3、同冷卻速率下的急冷快速凝固薄帶，并推薦出了較好的制備工藝； (2)研究發(fā)現(xiàn)，快速凝固Mg-Zn-Y薄帶的相組成與對(duì)應(yīng)母合金具有較大差別。高冷卻速率有利于獲得非晶相，并彌散、細(xì)化MgZnmYn金屬間化合物相和α-Mg(Zn,Y)固溶體相，從而大幅度提高材料的顯微硬度和化學(xué)穩(wěn)定性； (3)在快速凝固Mg99-XZn1YX(X=1,2,3)合金中，Y含量的增加有利于薄帶中Mg12YZn相的析出、非晶相體積分?jǐn)?shù)和顯微硬度的提

4、高，并促進(jìn)合金非晶形成能力的提高，冷卻速率的提高有利于提高M(jìn)g12YZn相的含量； (4)研究發(fā)現(xiàn)，快速凝固Mg95Zn4.3Y0.7合金中存在Mg33.92Y8.69Zn57.39(at.％)類(lèi)準(zhǔn)晶相和非晶相，且冷卻速率的提高有利于細(xì)化該類(lèi)準(zhǔn)晶相，并提高非晶相的含量； (5)較系統(tǒng)研究了快速凝固Mg-Zn-Y合金薄帶的成分、組織與硬度和化學(xué)穩(wěn)定性的關(guān)系。其顯微硬度和化學(xué)穩(wěn)定性均存在隨著冷卻速率增加而增大的變化規(guī)律；

5、其在不同溶液中的化學(xué)穩(wěn)定性則存在如下規(guī)律：10％NaOH > 5％NaCl > 1％HCl，這些規(guī)律與其凝固組織特征和不同溶液中的腐蝕機(jī)制密切相關(guān)； (6)通過(guò)粉磨工藝和燒結(jié)工藝探討，成功制備了快速凝固Mg82Zn17Y1燒結(jié)塊體材料，并推薦出了較好的制備工藝參數(shù)。發(fā)現(xiàn)在薄帶粉磨過(guò)程中存在一定程度的非晶晶化現(xiàn)象。 (7)初步探索了快速凝固Mg-Zn-Y合金的凝固機(jī)制和腐蝕機(jī)制，并對(duì)以上研究結(jié)果產(chǎn)生的原因進(jìn)行了理論分析