《Mg-Zn-Er合金準晶相形成機制及抗蠕變性能研究》是依託北京工業大學，由杜文博擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：Mg-Zn-Er合金準晶相形成機制及抗蠕變性能研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：杜文博
- 依託單位：北京工業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
為擴大鎂合金在汽車等領域的套用，開發適用於汽車動力系統的性能優良耐熱鎂合金已成為鎂合金材料重要的研究課題。本項目擬在富鎂區添加元素Zn和稀土元素Er，通過合金成分設計，製備出不同成分含量（Zn/Er比）的Mg-Zn-Er三元合金，利用DSC、XRD、OM、SEM、TEM、HREM等分析手段，探明準晶相形貌、大小、分布，並根據合金體系凝固過說潤和程熱力學和動力學分析準晶相的形成駝蘭體肯機制，在Mg、Zn、Er成分三角形中建立準晶相雅堡您的形成區域；揭示準晶相在熱處理和熱變形條件下的組織演變規律及對鎂合金抗蠕變性能的影響機制，建立準晶相與鎂合金高溫力學性能和抗蠕變性能之間的內在關係，從科學本質上掌握含Er鎂合金中準晶相的形成機理和抗蠕變機理，為研究開發新型含準晶相的稀土耐熱鎂合金提供重要的理論依據。
結題摘要
本課題緊緊圍繞Mg-Zn-Er系合金進行了研究，通過3年的研究工作，先後確定了準晶I相、W相的形成的成分區間，揭示了合金成分變化導致合金中相組成的變化規律，為深入研究非平衡凝固條件下準晶I相、W相的形成機制提供了理論基礎。同時，深入研究了非平您院催院衡凝固條件下Mg-Zn-Er系合金中I相及W相的形成機制，提出了有關I相及W相的形成機制。另外，研究發現高溫條件下保溫導致初生I相的分解且伴隨內部有大量白色區域形成，分解後的I相的平均成分為應榜Mg63.04Zn36.12Er0.8。最終I相的分解完全後的主要殘留物為Mg、Er及少量的Zn元素。除了粗大準晶的分解外，還有缺陷誘導下的納米級別的準晶/W相顆粒的析出。該顆粒的尺寸較小，其範圍約為幾十納米到幾百納米之間，分布較均勻，只是生成量較少。最終犁紙探我們確定了Mg-Zn-Er的熱處理溫度區間，得到了合理的固溶處理溫度條件，可實現初生準晶的消溶和納米準晶和納米W相的可控析出，進而獲得了納米顆粒增強的Mg-Zn-Er鎂合金。深入研究發現，Mg-Zn-Er合金的力學性能與相組成有著密切的聯繫。固定Zn含量情況下，Mg-Zn-Er鑄態合金的室溫抗拉強度在其組分Zn/Er比拜拔膠10~6範圍內隨著Er含量的增加而隨之增加；當Zn/Er比滿足合金相組成中出現W相的條件達到4和2時，鑄態合金抗拉強度隨之下降，而在5wt.%和7wt.% Zn組內Zn/Er比為1時鑄態合金的抗拉強度達到峰值213.70MPa和209.94MPa。當Zn/Er比為0.8即合金中第二相全為W相時，合金抗拉強度下降明顯。同樣在固定Zn含量情況下，Mg-Zn-Er鑄態合金的屈服強度隨著Er含量的增加而增加，只是在合金第二相全為W相時屈服強度稍有下降，而合金的延伸率隨著Er含量的增加而降低。另外，我們展開了Mg-Zn-Er擠壓合金的組織及性能的研究，結果表明，擠壓合金的力學性能與合金中的I相、W相含量、分布有密切聯繫，通過選擇不同成分條件下的合金進行擠壓加工，可製得了不同力學規格的變形合金棒材。該擠壓合金不但具有較高的強度還具有優異的塑性，部分合金在高溫條件下就具備有良好的高溫性能，尤其是具有較高的延展性，在較低溫度下即可呈現超塑性。這要主要歸因於合金中的I相。
