博士开题报告终稿.ppt

2003级博士研究生开题报告,准晶相增强Mg-Zn-Y合金的大塑性变形行为,博士生卢庆亮导师闵光辉,山东大学材料科学与工程学院,,6.可行性分析,准晶相增强Mg-Zn-Y合金的大塑性变形行为,报告内容,1引言,,1.1镁合金的特点优点高比强度、比刚度、减震与吸波缺点强度较低、高温性能差、低塑变性能1.2准晶1984年，Shechtman等在Al-Mn合金发现准晶存在稳态准晶的合金系Al-Pd-Fe,Ru,OsAl-Cu-Li,Fe,CoZn-Mg-Ga,Y,Tb,Dy,Ho,Er,Sc性能高硬度、高强度、室温脆性与高温超塑性镁基准晶合金,准晶相增强Mg-Zn-Y合金的大塑性变形行为,,2研究现状,2.1完全准晶合金1993年，罗治平等（Y，RE）-Mg-Zn合金准晶的表征1995年，罗治平等慢速冷却Mg-Zn-Y合金准晶相近似相Mg7Zn31998年，Fisher等，大块二十面体Zn-Mg-Y准晶,镁基准晶开创性研究,完全准晶本质脆性的限制,准晶相增强Mg-Zn-Y合金的大塑性变形行为,,,,图1铸态合金SEM组织（a）Mg74Zn26,（b）Mg72.5Zn25.5Y2,,2.2部分准晶合金2000年,D.H.KimMg-Zn-Y合金α-Mg和二十面体准晶2001年,Mg-Zn-Y三元合金系准晶相的形成范围。,水冷铜模直径15mm高50mm,准晶相增强Mg-Zn-Y合金的大塑性变形行为,,,,2.3其它部分准晶的镁基合金德国学者压铸ZA85合金晶界稳定准晶相形成指出准晶相的形成与冷却速度有关李卫红Mg-Zn-Al合金晶界准晶相张少卿等MB25镁合金铸态合金晶界上准晶相形成Mg24Y5相在晶内弥散分布,实用性研究,准晶相增强Mg-Zn-Y合金的大塑性变形行为,,2.4尚待探明的问题,准晶相增强Mg-Zn-Y合金的大塑性变形行为,,,2.5大塑性变形工艺（SPD）作用细化晶粒，超细晶1μm显著提高力学性能分类等通道角挤压（ECAP）累积轧制连接（ARB）高压扭转变形（HPTS）,准晶相增强Mg-Zn-Y合金的大塑性变形行为,ECAP的优势Mg合金塑变行为基体晶粒超细化准晶粒子分布均匀化大尺寸棒（板）材,新型Mg合金基复合材料,,1.常规铸造工艺、部分准晶相、大尺寸实用化2.含准晶相镁合金的大塑性变形晶粒细化，准晶弥散化3.晶界准晶相的形成机理4.准晶相的析出及其热稳定性,,,3.选题意义,尚无相关研究,,准晶相增强Mg-Zn-Y合金的大塑性变形行为,4.研究内容,1.Mg-Zn-Y合金的成分设计与准晶形成机制,3.热处理过程中准晶相的析出与热稳定性,2.凝固条件、准晶相的体积分数及微观组织控制,4.ECAP工艺及宏观/微观组织演变,5.ECAP晶粒细化机制及准晶粒子强化机制,准晶相增强Mg-Zn-Y合金的大塑性变形行为,5.1技术路线,准晶相增强Mg-Zn-Y合金的大塑性变形行为,5.实验方案及技术路线,5.2实验方案,准晶相增强Mg-Zn-Y合金的大塑性变形行为,6.可行性分析,研究室现有相关实验设备定向凝固装置、熔炼炉与热处理炉、AFM显微镜材料液态结构及遗传性教育部重点实验室单辊甩带装置学院分析测试中心系统、完备的组织表征和力学性能测试手段,6.1实验设备,准晶相增强Mg-Zn-Y合金的大塑性变形行为,6.2前期工作基础,1.已配制合金种类Mg93Zn6Y1Mg95Zn4.3Y0.7Mg98Zn1.7Y0.3Mg95Zn4.3Y2.02.已获得的实验结果OM、SEM、TEM、XRD晶界相为α-Mg和二十面体准晶的共晶组织3.ECAP工艺的初步研究,,图3.Mg95Zn4.3Y0.7合金铸锭,准晶相增强Mg-Zn-Y合金的大塑性变形行为,图4.Mg95Zn4.3Y0.7合金在楔形试样所示位置a、b、c处的铸态组织,铸态合金组织,准晶相增强Mg-Zn-Y合金的大塑性变形行为,冷却速度,,b,a,图6.铸态合金的SEM观察（a）Mg95Zn4.3Y0.7、（b）Mg93.7Zn4.3Y2.0,SEM组织观察,准晶相增强Mg-Zn-Y合金的大塑性变形行为,图6.（a）铸态Mg95Zn4.3Y0.7合金的TEM观察明场像；b-d为图中共晶组织准晶相的选区电子衍射斑点,准晶相增强Mg-Zn-Y合金的大塑性变形行为,TEM组织观察,[111]晶带轴电子衍射斑点,图7铸态Mg95Zn4.3Y2.0合金的明场TEM观察及其选区电子衍射斑点,a,b,c,d,准晶相增强Mg-Zn-Y合金的大塑性变形行为,TEM组织观察,,a,b,XRD分析,准晶相增强Mg-Zn-Y合金的大塑性变形行为,Zn/Y约61,高合金化,低合金化,,图9.铸态合金的XRD图像aMg95Zn4.3Y0.7，bMg93.7Zn4.3Y2.0,a,b,准晶相增强Mg-Zn-Y合金的大塑性变形行为,XRD分析,Zn4.3,Y0.72.0,约61,,约21,图10.ECAP试样及实验效果,,ECAP初步试验,准晶相增强Mg-Zn-Y合金的大塑性变形行为,10mm10mm50mm,a,b,40m,图11.Mg95Zn4.3Y0.7合金在ECAP处理前、后的组织,准晶相增强Mg-Zn-Y合金的大塑性变形行为,ECAP初步试验,7.预期创新点,,2.揭示该合金中准晶相形成的凝固条件，探讨与合金成分、凝固工艺之间的关系。,3.合金中准晶相在热处理过程中的热稳定性及基体合金中准晶相的析出及其机理,1.含有部分准晶相的大尺寸镁合金的铸造工艺,4.准晶相增强镁合金的大塑性变形及其晶粒微细化的机制,准晶相增强Mg-Zn-Y合金的大塑性变形行为,2003.11－2004.3原材料准备、实验设备的调试2004.4－2004.7合金成分设计、合金熔炼工艺研究2004.8－2004.12研究不同冷却条件下合金的凝固过程2005.1－2005.6DTA实验、液淬实验研究准晶相的形成机理2005.7－2005.11ECAP实验及形变强化作用的研究2005.12－2006.3组织表征与性能测试2006.3－2006.5完成论文，准备论文答辩,8.进度安排,准晶相增强Mg-Zn-Y合金的大塑性变形行为,谢谢各位老师和同学,