mg10gd3y0.5zr(wt.)鎂合金高溫拉伸、壓縮及壓入蠕變行為研究

1、 Mg-10Gd-3Y-0.5Zr(wt.%)鎂合金高溫拉 鎂合金高溫拉伸、壓縮及壓入蠕變 壓縮及壓入蠕變行為研究 行為研究 申請上海交通大學(xué)博士學(xué)位論文 申請上海交通大學(xué)博士學(xué)位論文 專 業(yè)： 材料科學(xué)與工程 導(dǎo) 師： 王渠東 教授 副導(dǎo)師：Prof. Carl J. Boehlert 博士生：汪 歡 中國·上海 上海交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 二〇一六年七月 上海交通大學(xué)博士學(xué)位論文

2、 摘要 I Mg-10Gd-3Y-0.5Zr(wt.%)鎂合金高溫拉伸 鎂合金高溫拉伸、壓縮及壓入蠕 壓縮及壓入蠕變行為研究 變行為研究 摘要 摘要 由于節(jié)能減排的強(qiáng)烈需求， 在汽車等工業(yè)中減重是一個迫切的話題， 鎂合金由于其高比強(qiáng)度和低密度成為研究的熱點(diǎn)。但常規(guī)鎂合金在高溫下強(qiáng)度較低并且抗蠕變性能差，研究和開發(fā)能在 120oC 及以上溫度長期穩(wěn)定服

3、役的耐熱鎂合金，一直是鎂合金研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)和難點(diǎn)之一。含稀土高性能鎂合金由于其在高溫時仍具有優(yōu)異的強(qiáng)度和抗蠕變性能，有希望應(yīng)用到需要承受更高溫度（250~300oC）的動力系統(tǒng)核心部件 （如發(fā)動機(jī)活塞） 。 考慮到這些部件往往在服役中受到復(fù)雜應(yīng)力，針對此類鎂合金在高溫下的抗蠕變性能，包括拉伸、壓縮及壓入蠕變性能顯得十分重要。對合金高溫拉伸、壓縮和壓入蠕變行為以及變形機(jī)制的研究將有利于高性能鎂合金的進(jìn)一步開發(fā)和未來應(yīng)用。 本文以高性能 M

4、g-10Gd-3Y-0.5Zr（wt.%，簡稱 GW103）鎂合金為研究對象，系統(tǒng)研究了鑄造 T6 態(tài)、擠壓 F 態(tài)和擠壓 T5 態(tài) GW103 合金在 200~300oC（0.51~0.62Tm，Tm 為熔點(diǎn)）溫度范圍內(nèi)、30~150MPa 應(yīng)力條件下的拉伸和壓縮蠕變行為，以及鑄造 T6 態(tài)和擠壓 T5 態(tài)合金在 200~325oC（0.51~0.65Tm）溫度范圍內(nèi)、80~505MPa 應(yīng)力條件下的壓入蠕變行為。重點(diǎn)研究了合金拉伸、

5、壓縮和壓入蠕變的蠕變曲線及特征、熱擠壓和熱處理對蠕變性能的影響、蠕變應(yīng)力指數(shù)及激活能的確定、蠕變機(jī)制的預(yù)估、蠕變過程中微觀組織演變、裂紋萌生與擴(kuò)展規(guī)律及拉伸蠕變斷裂特征。探討了拉伸-壓縮蠕變不對稱性，以及壓入蠕變與常規(guī)單軸拉伸和壓縮蠕變的關(guān)系。同時，采用原位觀察手段（in-situ SEM/EBSD）及位錯滑移跡線分析（slip trace analysis）研究了鑄造 T6 態(tài)和擠壓 T5 態(tài) GW103 合金在同等溫度條件下的原位拉