《Mg-Zn-Gd準晶增強AZ31鎂基複合材料微觀組織及性能的研究》是依託北京工業大學，由李淑波擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：Mg-Zn-Gd準晶增強AZ31鎂基複合材料微觀組織及性能的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李淑波
- 依託單位：北京工業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目擬以Mg-Zn-Gd準晶中間合金和AZ31鎂合金為原料，通過多次循環塑性變形技術製備準晶增強鎂基複合材料，利用XRD、DSC、OM、SEM及TEM等分析手段，研究多次循環塑性變形技術對準晶相和基體合金微觀組織演變的影響規律，分析複合材料基體的細化機制和準晶相的分散性作用機理；利用TEM和HREM觀察準晶相和基體鎂之間的界面結構，揭示準晶相和鎂之間的界面關係；測試準晶增強鎂基複合材料的室(高)溫力學性能及摩擦磨損性能，分析準晶相尺寸和體積分數對複合材料強度、剛度及摩擦磨損性能的影響規律，揭示準晶增強AZ31鎂基複合材料的強化機制及磨損機理。
結題摘要
本項目以Mg-Zn-Gd準晶中間合金為增強相，AZ31鎂合金為基體合金，利用多次循環塑性變形技術製備了Mg-Zn-Gd準晶增強AZ31鎂基複合材料。採用金相顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、X射線衍射(XRD)、能譜分析(EDS)、熱分析儀(DSC)、顯微硬度計和拉伸儀及磨損設備等檢測分析手段，對準晶中間合金及準晶增強的AZ31鎂基複合材料進行了微觀組織觀察和性能測試等分析研究，研究結果表明： 以Mg-70%Gd(wt. %)和純Zn為原料，按照準晶相(Mg3Zn6Gd)中Zn與Gd的原子比為6:1進行原材料配比，製備出準晶含量較高的準晶中間合金。製備出的準晶中間合金由初生相，初生相和液相發生包晶反應生成大塊準晶相，MgZn相以及α-Mg固溶體組成，其中準晶相的含量大約在70%左右。 對不同質量分數、不同變形次數的準晶增強AZ31鎂基複合材料拉伸測試表明，準晶含量為10 wt.%、變形次數為250次的複合材料具有較好的室溫拉伸性能，其抗拉強度為362.3MPa。高溫（175℃）拉伸結果表明，準晶含量為10 wt.%和15 wt.%複合材料叫AZ31基體的抗拉強度增加了37MPa和40MPa。 對複合材料進行了摩擦磨損實驗，結果表明，在經過250次塑性變形後，摩擦係數都有很明顯的降低，並且含有10wt.%準晶中間合金的複合材料的摩擦係數比較低，並且在載荷為175g之後趨於穩定；而含有15wt.%準晶中間合金的複合材料的摩擦係數比較大，有可能是大體積分數的準晶合金造成了複合材料內部的應力集中導致的。對於磨損體積的計算，得出含有15wt.%準晶中間合金的複合材料的磨損體積最小，並且在載荷達到175g時，磨損體積區域穩定，並且有減小的趨勢。
