合金元素sb对mg-5al-2sr合金组织和性能的影响word格式论文.docxVIP

NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofMaterialsScienceandTechnologyEffectofAlloyingElements Sb on Microstructure and Properties of Mg-5Al-2Sr AlloyAThesisinMaterialsProcessingEngineeringbyZhuXiaochunAdvisedbyAssociateProfessorLiuZiliSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2012承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（必威体育官网网址的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：摘要本文利用金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDAX) 、拉伸力学性能测试、硬度测试、腐蚀失重法、电化学极化曲线和阻抗谱测试(EIS)等手段，系统地研究了表面活性元素Sb 对Mg-5Al-2Sr 合金组织和性能的影响规律和作用机制，为高强韧性能耐热镁合金的研究开发和应用发展提供理论指导。研究结果表明，Mg-5Al-2Sr合金的铸态组织主要由枝晶α-Mg、沿晶界或分布在枝晶间的具有层状形貌的共晶或离异共晶的Al4Sr相以及具有块状形貌的三元Mg9Al3Sr相(η相)组成。Sb的加入使合金中引入了一种颗粒状新相SbSr2，同时抑制了合金中三元η相的形成。所有铸态合金中均未出现Mg-Al系合金中常见的Mg17A112 相。加入0.3%的Sb不仅能够有效地细化合金基体组织，同时促进了合金中共晶Al4Sr的形成，使该相的分布更趋网状化；随着Sb含量的增加，SbSr2 相的数量逐渐增多，网状分布的Al4Sr相开始断开；当Sb含量增至1.0%时，合金中Al4Sr 相的形态基本呈链状不连续分布，颗粒状SbSr2 相比较粗大，晶粒尺寸也较大。Mg-5Al-2Sr-xSb 铸态合金的室温和高温（150℃）抗拉强度随着Sb 含量的增加而增加，均在Sb 的加入量为0.6% 时达到最大值，分别为196MPa和168Mpa。与室温相比，高温时合金抗拉强度的降低幅度随着Sb 含量的增加而加大。合金的室温和高温（150℃）延伸率、冲击韧性在Sb 的加入量为0.6%时也均达到最大值，分别为9.1%、13.7%和21.6J·cm-2，在Sb的加入量为0.6%时铸态合金具有最好的综合力学性能。Mg-5Al-2Sr-xSb（x=0，0.6，1.0）合金的断裂机制为准解理断裂，Mg-5Al-2Sr-0.3Sb 合金的断裂机制为沿晶断裂。Mg-5Al-2Sr铸态合金中加入0.3%的Sb能够显著提高合金的耐腐蚀性能。与Mg-5Al-2Sr合金相比，此时合金的腐蚀速率最小，为0.35mg·cm-2·d-1；合金的腐蚀电位明显正移，腐蚀电流密度降低了两个数量级，为1.074×10-5A·cm-2，线性极化电阻Rp 明显增大；合金的电荷转移电阻Rt 和表面膜电阻Rf有很大程度的提高，双电层电容CPE 和表面膜电容Cf显著减小，感抗值很大。Mg-5Al-2Sr-xSb合金的腐蚀源于合金中块状的η相或颗粒状的SbSr2相与它们周围的α-Mg形成电偶腐蚀进而诱发点蚀的过程，合金的腐蚀程度与颗粒相的数量和尺寸成正比。网状Al4Sr相的密集分布能够成为腐蚀的有效障碍，它不仅能减小金属的腐蚀面积，阻碍腐蚀的扩展，还能在自身表面形成稳定的钝化膜抑制电极反应和化学反应的进行。Mg-5Al-2Sr-xSb合金经过415℃/20h固溶处理后，合金组织中的Al4Sr相、三元η相和SbSr2相整体表现出较高的热稳定性，只有部分共晶相端点的非平衡相发生了溶解，原来岛链状Al4Sr相的连续化程度有所减少。所有固溶态合金的室温抗拉强度和延伸率较铸态都有所升高，而屈服强度和硬度下降。抗拉强度在Sb的含量为0.6%时达到最大值，为228MPa，此时合金的延伸率也达到最大，为14.2%，固溶态Mg-5Al-2Sr-0.6Sb合金具有最好的综合力学性能。所有固溶态合金的断I裂机制为准解理断裂。Mg-5Al-2Sr-xSb 合金经200℃/24h 时效处理