變形和熱處理對(duì)含LPSO相Mg-Zn-Y合金阻尼和力學(xué)性能各向異性的影響.pdf

1、鎂合金作為阻尼性能最好的金屬結(jié)構(gòu)材料，近年來其阻尼性能受到了廣泛的關(guān)注，但由于其力學(xué)性能較差，力學(xué)各向異性非常明顯等原因，大大限制了其在工業(yè)中的應(yīng)用。因此，研究開發(fā)一種阻尼和力學(xué)性能較好，且各向異性較弱的鎂合金并探索其性能基本調(diào)控工藝具有非常重要的意義。本文以阻尼和力學(xué)性能較好的含LPSO相Mg-Zn-Y合金為研究對(duì)象，通過合金化設(shè)計(jì)、變形工藝以及熱處理對(duì)其阻尼和力學(xué)各向異性進(jìn)行了研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴通過合金化設(shè)計(jì)研

2、究LPSO相對(duì)Mg-Zn-Y合金阻尼和力學(xué)性能的影響，制備阻尼和力學(xué)綜合性能最為優(yōu)良的合金，奠定后續(xù)研究的基礎(chǔ)。制備了Y/Zn原子比分別為4:3、3:2、2:1的Mg-Zn-Y合金，三種合金均主要由α-Mg基體和Mg12ZnY相（LPSO相）組成。Y/Zn=3/2的Mg95Zn2Y3合金由于合金元素含量適中，固溶原子相對(duì)較少，具有最為優(yōu)異的綜合阻尼和力學(xué)性能。接著，保證 Y/Zn=3/2，制備了LPSO相含量分別為8％、16%、32%、

3、64%的四種Mg-Zn-Y合金，并對(duì)其進(jìn)行組織觀察和性能測試。發(fā)現(xiàn)隨著 LPSO相含量的增加，合金的強(qiáng)度和阻尼同時(shí)提高。含LPSO相64%的Mg90Zn4Y6合金其抗拉強(qiáng)度為143MPa，高應(yīng)變振幅下的阻尼性能為Q-1=0.047。⑵對(duì)合金進(jìn)行擠壓和軋制變形，研究不同變形工藝對(duì)阻尼和力學(xué)各向異性的影響。擠壓后，隨著 LPSO相含量的增加，合金板材的織構(gòu)逐漸減弱，晶粒逐漸細(xì)化，力學(xué)性能各向異性逐漸減弱，而阻尼性能各向異性逐漸增加。為了降低

4、應(yīng)用成本，我們對(duì)第二相含量較低、阻尼性能較好的擠壓態(tài) Mg98.75Zn0.5Y0.75合金（后續(xù)稱MZY1合金）進(jìn)行軋制變形，以提高其強(qiáng)度。研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)其進(jìn)行下壓量為20%的軋制變形時(shí)，合金具有最高的強(qiáng)度和較好的阻尼，且其阻尼和力學(xué)各向異性居中，具有較大的研究和應(yīng)用價(jià)值。⑶對(duì)擠壓態(tài)MZY1合金和軋制20%的MZY1合金進(jìn)行熱處理，研究熱處理對(duì)該合金阻尼和力學(xué)各向異性的影響，并獲得調(diào)控合金阻尼和力學(xué)各向異性的最佳工藝。研究發(fā)現(xiàn)，兩種狀態(tài)

5、的合金均在500℃x2h的熱處理后具有較好的綜合性能。擠壓態(tài)MZY1合金在熱處理后，其抗拉強(qiáng)度在261MPa到281MPa之間，屈服強(qiáng)度在110MPa到152MPa之間，伸長率在17.7%到23.9%之間。低應(yīng)變下阻尼在0.0019到0.0032之間，高應(yīng)變下阻尼在0.012到0.026之間。對(duì)熱軋20%的MZY1合金熱處理后，其抗拉強(qiáng)度在307MPa到328MPa之間，屈服強(qiáng)度在169MPa到221MPa之間，伸長率在17.7%到21