深冷處理對mg1.5zn0.15gd合金顯微組織與力學性能的影響

1、分類號：密級：UDC：學號：405906311051南昌大學碩士研究生學位論文深冷處理對深冷處理對Mg1.5Zn0.15Gd合金顯微組織合金顯微組織與力學性能的影響與力學性能的影響TheEffectofCryogenicTreatmentontheMicrostructureMechanicalPropertiesofMg1.5Zn0.15GdAlloy邵爽培養(yǎng)單位（院、系）：機電工程學院指導教師姓名、職稱：劉勇副教授申請學位的學科門類

2、：工學學科專業(yè)名稱：材料加工工程論文答辯日期：答辯委員會主席：評閱人：年月日摘要摘要鎂合金是航空航天及軍工業(yè)中使用的最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，具有極為廣闊的發(fā)展前景。但是鎂合金塑性差，不耐磨損，容易被腐蝕，這些缺點極大地限制了其應用。因此，亟需一種合適的工藝去克服鎂合金的這些缺點。深冷處理，指的是材料在230℃至190℃的環(huán)境下作處理。深冷處理能夠顯著提升碳鋼的耐磨性，耐腐蝕性等性能，所以被廣泛地應用于工具鋼，高速鋼以及硬質(zhì)合金的生產(chǎn)中。鎂合

3、金深冷處理的研究具有十分重要的意義，然而國內(nèi)外鮮有相關(guān)報道。本文以擠壓態(tài)Mg1.5Zn0.15Gd(at.%)合金為對象，研究了深冷處理(196℃)對該合金顯微組織和力學性能的影響，總結(jié)了深冷處理對鎂合金組織影響的一般規(guī)律，具體結(jié)果如下:Mg1.5Zn0.15Gd(at.%)合金深冷前后的顯微組織觀察表明，合金的組織主要由αMg與少量的W相(Mg3Zn3Gd2)顆粒組成。經(jīng)過196℃的深冷處理后，在晶內(nèi)析出了第二相顆粒。隨著深冷時間的增

4、加，第二相顆粒持續(xù)析出，但析出速率逐漸減慢。利用透射電鏡技術(shù)鑒定了這些析出相為W相。深冷24h后W相的體積份數(shù)由原始擠壓態(tài)的0.1%提升至4.3%。W相在深冷環(huán)境下的析出主要是由于晶格體積收縮與溶質(zhì)原子固溶度降低。W相形核時需要提供額外的空間作為動力，而深冷環(huán)境下Mg晶格的收縮為W相的形成提供了這部分額外空間。Mg1.5Zn0.15Gd(at.%)合金深冷前后的拉伸性能實驗表明，深冷處理能顯著提升合金的塑性。原始擠壓態(tài)合金的屈服強度，抗

5、拉強度和延伸率分別為205MPa，175MPa與8.6%。經(jīng)過196℃24h的深冷處理后，合金的斷面延伸率提升至15.5%，而抗拉強度未發(fā)生明顯變化，硬度略有提升，屈服強度略有降低。深冷處理后合金的斷裂機制由脆性斷裂向韌性斷裂轉(zhuǎn)變。塑性的提升主要是由于深冷環(huán)境下析出的W相顆粒在合金的塑性變形過程中促進孿晶的形成，但是抑制其長大，從而促進了位錯的運動。Mg1.5Zn0.15Gd(at.%)合金深冷前后的球盤磨損實驗表明，深冷處理能夠顯著的