| 题名 | 挤压Mg-Dy-Ni合金板材显微组织、力学及腐蚀性能的研究 |
| 作者 | 韩宇翔 |
| 答辩日期 | 2019 |
| 导师 | 毕广利 ; 蒋春宏 |
| 关键词 | 挤压Mg-Dy-Ni合金 LPSO相 显微组织 力学性能 腐蚀性能 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 英文摘要 | 镁合金高温强度低,耐蚀性差一直限制其发展和应用。长周期堆垛结构（LPSO）相因其独特的原子堆垛排列,具有优异的机械和物理性能。利用LPSO相增强镁基体可显著提高合金的高温力学性能,具有广阔的应用前景。但作为一种新兴的Mg/LPSO耐热镁合金,仍有许多关键的科学问题有待进一步解决。例如LPSO相的结构类型对合金高温力学性能的影响规律及增强机理还不清晰,LPSO相的结构类型对合金腐蚀性能的影响规律及腐蚀机理还有待进一步澄清。这些科学问题的解决为新型耐热镁合金的设计及发展奠定数据基础。因此,本文结合上述的两个科学问题,通过传统的热挤压工艺,制备出含有LPSO结构相的挤压Mg-Dy-Ni合金,系统地研究了合金在时效过程中组织演变规律。揭示了合金的组织与高温力学性能的关系,定量评价了其对合金高温屈服强度的贡献,阐明了合金中不同类型LPSO相的增强机理。在此基础上,研究了含不同结构类型LPSO相合金的腐蚀性能,探讨了含不同结构类型LPSO相合金的腐蚀行为及腐蚀机理。具体实验结果如下:挤压态Mg-Dy-Ni合金主要是由沿挤压方向分布的α-Mg相、Mg2Dy相、层片状18R-LPSO相和晶粒内部少量细小的条纹状14H-LPSO相组成。挤压合金经过250℃时效处理后,层片状18R-LPSO相逐渐转变为块状,块状18R-LPSO相的体积分数逐渐增高,同时合金的晶粒内部析出了大量的14H-LPSO相。此外,经长时间时效后,挤压合金的平均晶粒尺寸也有所增长。挤压合金经250℃时效后在54 h和108 h处出现了两个硬度峰值,分别为90 HV和91 HV,比挤压态合金（82 HV）提高了10%。第一个硬度峰值的出现主要是由于18R-LPSO相的形貌由层片状转变为块状,该相的出现增强了弥散强化效应。第二个时效峰的出现主要是由于晶粒内部析出的14H-LPSO相体积分数增大,提高了析出强化作用。拉伸试验结果表明:经过108 h时效的挤压合金在室温和300℃具有最高的拉伸屈服强度和最大抗拉强度。54 h时效的挤压合金在300℃具有最大的断裂延伸率。如此优异的拉伸性能主要归功于合金中晶粒细化、块状18R-LPSO相的弥散强化、层片状18R-LPSO相的载荷转移强化以及大量14H-LPSO相的析出强化。相比于挤压Mg-Dy-Zn和挤压Mg-Dy-Cu合金,挤压Mg-Dy-Ni合金中层片状18R-LPSO相体积分数较高且弥散分布于整个基体。经过失重法和极化曲线测得合金的腐蚀速率较高(5.28×10-3/cm2/h)且腐蚀电流较大(2.54e-3A),由阻抗谱显示合金的高频容抗弧半径较小,腐蚀后溶液中的电荷转移电阻仅为0.91Ω/cm2,因此合金耐蚀性较低。挤压Mg-Dy-Ni合金的腐蚀类型是以丝状腐蚀为主的整体腐蚀,腐蚀丝存在于α-Mg/18R-LPSO相界面处,其方向与挤压方向一致。合金腐蚀速率较高,一方面由于体积分数较多且弥散分布的18R-LPSO相促进了微电偶的生成,丝状腐蚀形貌进一步为腐蚀液的渗入提供通道;另一方面由于Ni本身的析氢过电位较低,使合金容易发生氢化,提高了合金的腐蚀速率。此外,较小的晶粒尺寸也促进了腐蚀速率的加快。合金的腐蚀产物为Mg（OH）2,这种疏松多孔的腐蚀产物难以阻挡腐蚀液渗入基体,反应释放的氢气造成了腐蚀产物的剥落,加速了合金的腐蚀。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 91 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/95033]  |
| 专题 | 兰州理工大学 |
| 作者单位 | 兰州理工大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 韩宇翔. 挤压Mg-Dy-Ni合金板材显微组织、力学及腐蚀性能的研究[D]. 2019. |
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