试议晶粒Zn和Sn含量对铸造含锡镁合金显微组织与力学性能影响

论文导读：提供,需要可从关系人员哦。摘要4-6Abstract6-12第1章绪论12-221.1前言121.2选题作用12-131.3镁合金强化机理13-181.3.1细晶强化13-141.3.2固溶强化14-151.3.3第二相强化15-171.3.4应变强化17-181.4含Sn铸造镁合金探讨发展18-191.

4.1Mg–Al–Sn系181.2

摘要：作为最轻的金属结构材料，镁合金被认为是轻量化的绝佳材料。但与传统的钢铁材料和铝合金相比，目前对于镁合金的探讨和开发依然不够成熟。Mg–Al系合金是运用最广的商用镁合金，然而其高温强度和抗蠕变性往往较差。而Mg–Sn系合金基于自身的特征，具有开发出优良高温性能的潜力。由此国内外探讨者一方面尝试将这两种合金系各自的优势结合起来开发出强韧性优良的Mg–Al–Sn系合金，另一方面尝试开发出性能优良且不含铝的Mg–Sn系合金来取代部分抗蠕变含铝镁合金。本论文中我们主要探讨了Zn和Sn含量对Mg–6Al–xSn (x=0–3.5wt.%)、Mg–6Al–3Sn (AT63)和Mg–5Sn铸造含锡镁合金显微组织与力学性能的影响规律，并将离心铸造办法引进到改进镁合金显微组织与力学性能的范畴中。本论文的主要探讨结果如下：(1) Sn含量对Mg–6Al–xSn (x=0–3.5wt.%)合金显微组织与力学性能的影响规律：除了细化晶粒，1.5–3.5wt.%Sn添加到Mg–6Al合金中还可从降低Al在α-Mg中的固溶度，增多相依生长共晶相Mg_2Sn和Mg_(17)Al_(12)的体积分数，并降低α-Mg的开始凝固温度。室温下随着Sn含量以0wt.%增多到3.5wt.%，合金的抗拉强度σ_b和屈服强度σ_(0.2)分别以244.2MPa增多到263.8MPa和以93.7MPa增多到108.5MPa，而总应变δ_f(断裂延伸率δ_p)却以39.1%(28.6%)降低到25.2%(20.0%)。在200oC时，3.5wt.%Sn添加使合金的σ_b和σ_(0.2)分别以103.9MPa增多到123.8MPa和以70.9MPa增多到92.8MPa，而δ_f(δ_p)却以51.8%(49.8%)略微降低到49.8%(46.6%)。Sn添加有利于减弱高温对合金屈服强度不利的影响，并增多合金室温拉伸下加工硬化率，但却降低在200oC时的加工硬化率。(2) Zn添加对AT63合金显微组织与力学性能的影响规律：将0.1–0.7wt.%Zn添加到AT63合金中，可从逐渐细化晶粒并使相依生长共晶相Mg_2Sn和Mg_(17)Al_(12)变得更为均匀分布。随着Zn含量以0wt.%增多到0.7wt.%，合金的σ_b和δ_f(δ_p)分别以251.0MPa增多到282.9MPa和以20.2%(12.9%)增多到31.7%(21.4%)。而σ_(0.2)随着Zn含量以0wt.%增多到0.3wt.%时以105.7MPa迅速增多到134.3MPa，接着随着Zn含量增多到0.7wt.%时却变化不大。同时提升的强度和塑性应该源于这种晶粒细化从及共晶相更为均匀的分布。(3)离心铸造对Mg–5Sn合金显微组织与力学性能的影响规律：重力铸造Mg–5Sn合金的组织主要为树枝晶，而等轴晶却在离心铸造合金的组织中占据了主导意义。重力铸造合金的σ_b、σ_(0.2)和δ_f分别为181.6MPa、38.7MPa和14.9%，但离心铸造位置1处(r1=0.05m)其值分别提升到257.5MPa、52.3MPa和21.2%，而位置2处(r1=0.10m)合金其值提升到255.8MPa、54.7MPa和17.6%。此外，离心铸造办法还可从明显提升合金加工硬化能力。同时提升的强度、塑性和加工硬化能力应当受益于这种由树枝晶改变为等轴晶的晶体生长模式改变。(4) Zn添加对Mg–5Sn合金时效反应的影响规律：Mg–5Sn–xZn (x=0–1.0wt.%)合金体现出一种时效现象，0.5–1.0wt.%Zn添加可从逐渐缩短达到时效峰值的时间并逐渐提升时效峰处的显微硬度值。Mg–5Sn合金中第一个时效峰的出现源于尺寸较小、分布较分散的析出相，而第二个时效峰的产生则是因为一种新析出相的形成。相对于基面上的析出相，锥面或棱柱面上的析出相更加有利于提升合金的屈服强度，但却降低了塑性。关键词：镁合金论文Sn论文加工硬化论文晶粒细化论文离心铸造论文
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Abstract6-12
第1章 绪论12-22

1.1 前言12

1.2 选题作用12-13

1.3 镁合金强化机理13-18

1.3.1 细晶强化13-14

1.3.2 固溶强化14-15

1.3.3 第二相强化15-17

1.3.4 应变强化17-18

1.4 含 Sn 铸造镁合金探讨发展18-19

1.4.1 Mg–Al–Sn 系18

1.4.2 Mg–Sn 系18-19

1.5 元素选择与离心铸造19

1.5.1 元素选择19

1.5.2 离心铸造19

1.6 探讨论文导读：

内容19-22
第2章 实验办法22-28

2.1 实验材料22

2.2 合金制备办法22-25

2.1 金属型重力铸造22-24

2.2 金属型离心铸造24

2.3 热处理制度24-25

2.3 显微组织观察与分析25-26

2.3.1 物相分析25

2.3.2 光学金相分析25

2.3.3 扫描电镜与能谱分析25-26

2.3.4 透射电镜分析26

2.4 性能测试26-27

2.4.1 显微硬度测试26

2.4.2 拉伸压缩性能测试26

2.4.3 差热分析26-27

2.5 技术路线27-28

第3章 Mg–6Al–xSn (x=0–3.5 wt.%)合金显微组织与力学性能28-40

3.1 引言28

3.2 Mg–6Al–xSn (x=0–3.5 wt.%)合金显微组织与力学性能28-38
3.

2.1 Mg–6Al–xSn (x=0–3.5 wt.%)合金显微组织28-34

3.

2.2 Mg–6Al–xSn (x=0–3.5 wt.%)合金力学性能34-38

3.

2.3 Mg–6Al–xSn (x=0–3.5 wt.%)合金断裂分析38

3.3 本章小结38-40
第4章 Zn 添加对 AT63 合金显微组织与力学性能的影响40-48

4.1 引言40

4.2 AT63–xZn (x=0–0.7 wt.%)合金显微组织与力学性能40-46
4.

2.1 AT63–xZn (x=0–0.7 wt.%)合金显微组织40-43

4.

2.2 AT63–xZn (x=0–0.7 wt.%)合金力学性能43-45

4.

2.3 AT63–xZn (x=0–0.7 wt.%)合金断裂分析45-46

4.3 本章小结46-48
第5章 离心铸造 Mg–5Sn 合金显微组织与力学性能48-62

5.1 引言48

5.2 离心铸造对 Mg–5Sn 合金显微组织与力学性能的影响48-53

5.

2.1 重力铸造与离心铸造 Mg–5Sn 合金显微组织比较48-51

5.

2.2 重力铸造与离心铸造 Mg–5Sn 合金力学性能比较51-53

5.3 Zn 添加对 Mg–5Sn 合金时效反应的影响53-60
5.3.1 Mg–5Sn–xZn (x=0–

1.0 wt.%)合金时效反应53-58

5.3.2 Mg–5Sn–xZn (x=0–

1.0 wt.%)合金力学性能58-60

5.4 本章小结60-62
第6章 结论62-64
参考文献64-76
致谢76