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题目:温挤压Mg 基非晶及其性能研究

关键词:Mg;基非晶合金;加压退火;热稳定性;温挤压;力学性能

  摘要

非晶合金在过冷液相区的超塑性使其能较好进行压力成形加工。本文设计和装配了块体非晶合金温挤压系统,以过冷液相区较宽的Mg58.5Cu30Dy11.5非晶合金作为研究对象,采用pandat 6.0软件预测了Mg-Cu-Dy三元相图,利用XRD和DSC研究了该合金在不同压力和温度下加压退火的热稳定性和晶化行为。同时探讨了块体和粉末非晶合金的温挤压工艺,并运用压缩实验和维氏硬度来研究了挤压样品的力学性能,利用OM和SEM分析了温挤压试样及其压缩试样形貌。研究发现:(1)压力能明显地抑制Mg58.5Cu30Dy11.5非晶合金的晶化过程,使得其Tx增大;压力改变了晶化的析出相的顺序,常压下析出相是Mg2Cu,而435MPa压力下析出相是Mg2Cu与Mg3Dy;晶化激活能随退火压力的增加而减小。这些现象可以用多元化学短程序理论进行解释。(2)Mg58.5Cu30Dy11.5非晶合金在468K挤压比16:1下以0.066m/s挤出时,挤出样品发生严重的晶化,首先析出的相与常压下的晶化过程有所不同。(3)Mg58.5Cu30Dy11.5非晶合金最佳的挤压参数:在挤压比16:1的挤压模中,468K下以0.005m/s的挤压速率挤压,成功挤出φ2mm×200mm的样品。该样品保持非晶态结构,压缩断裂强度850MPa,与铸态非晶合金相当,但同样没有表现出塑性。(4)分体非晶合金棒在大挤压比的模具共挤出后,不同非晶棒之间的界面层几乎消失。Sn与SnZn等软金属做润滑剂能够有效地降低挤出所需的压力,SnZn共晶合金在熔点之上挤出时,会与非晶合金生成1~12μm的界面层。Mg58.5Cu30Dy11.5非晶合金与Sn复合压缩断裂强度比铸态非晶合金低,同样没有表现出塑性。(5)在挤压比16:1,473K下成功用非晶合金粉末挤压成φ2mm×180mm的非晶棒,其维氏硬度上表现出了各向异性。