博士开题报告终稿.ppt

<p>单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,20,03,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,1.,引言,2.,研究现状,3.,选题意义,4.,研究内容,5.,实验方案及技术路线,6.,可行性分析,7.,预期创新点,准晶相增强,Mg-Zn-Y,合金的大塑性变形行为,8.,进度安排,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,Os)Al-Cu-(Li,Fe,Co),Zn-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,(Mg,7,Zn,3,),1998,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,）,Mg,74,Zn,26,（,b,）,Mg,72.5,Zn,25.5,Y,2,2.2,部分准晶合金,2000,年,D.H.Kim,Mg-Zn-Y,合金,-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,Mg,24,Y,5,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,1.Mg-Zn-Y,合金相组成与相形成尚未明晰,2.Mg-Zn-Y,合金准晶相形成机理尚未明晰,3.,热处理,Mg-Zn-Y,合金相析出机制的分歧,4.,如何改善,Mg-Zn-Y,合金晶界准晶相分布,镁合金的塑性变形工艺,2.5,大塑性变形工艺（,SPD,）,作用：细化晶粒，超细晶,1,m,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,）,图,2 ECAP,挤压工艺示意图,Pressure,=90,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,组织表征与性能测试,强化机制,DTA,实验,热处理工艺,ECAP,工艺,液淬处理,准晶相形成机理,熔炼、浇铸,合金成分设计,急冷甩带,准晶相热稳定性,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,合金成分设计,Mg-Zn-Y,合金,热处理工艺,井式热处理炉,573K 24h,准晶相的析出,773K 2h,准晶相的稳定性,熔炼、浇铸,DTA,实验,液淬处理,感应熔炼炉,电阻熔炼炉,急冷甩带,单辊急冷制带设备,定向凝固装置,准晶相形成机理,ECAP,工艺,120,吨压力机,ECAP,模具,准晶相的破碎，均匀化,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,Mg,93,Zn,6,Y,1,Mg,95,Zn,4.3,Y,0.7,Mg,98,Zn,1.7,Y,0.3,Mg,95,Zn,4.3,Y,2.0,2.,已获得的实验结果,OM,、,SEM,、,TEM,、,XRD,晶界相为,-Mg,和二十面体准晶的共晶组织,3,.,ECAP,工艺的初步研究,图,3.Mg,95,Zn,4.3,Y,0.7,合金铸锭,准晶相增强,Mg-Zn-Y,合金的大塑性变形行为,50,m,a,50,m,b,50,m,c,a,b,c,图,4.Mg,95,Zn,4.3,Y,0.7,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,）,Mg,95,Zn,4.3,Y,0.7,、（,b,）,Mg,93.7,Zn,4.3,Y,2.0,SEM,组织观察,准晶相增强,Mg-Zn-Y,合金的大塑性变形行为,a,b,c,d,1,m,图,6.,（,a,）铸态,Mg,95,Zn,4.3,Y,0.7,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,112,晶带轴电子衍射斑点,图,7,铸态,Mg,95,Zn,4.3,Y,2.0,合金的明场,TEM,观察,及其选区电子衍射斑点,202,220,000,022,513,423,000,110,Mg,24,Y,5,Mg,4,Zn,7,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,图,8.,铸态合金的,XRD,图像,(a)Mg,93,Zn,6,Y,1,，,(b)Mg,98,Zn,1.7,Y,0.3,Zn/Y,约,6:1,高合金化,低合金化,图,9.,铸态合金的,XRD,图像,(a)Mg,95,Zn,4.3,Y,0.7,，,(b)Mg,93.7,Zn,4.3,Y,2.0,a,b,准晶相增强,Mg-Zn-Y,合金的大塑性变形行为,XRD,分析,Zn 4.3,Y 0.7 2.0,约,6:1,约,2:1,图,10.ECAP,试样及实验效果,ECAP,初步试验,ECAP,试样,a,AZ31,b,准晶相增强,Mg-Zn-Y,合金的大塑性变形行为,10mm10mm50mm,Mg,95,Zn,4.3,Y,0.7,c,a,b,40m,图,11.Mg,95,Zn,4.3,Y,0.7,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,2005.1,2005.6,DTA,实验、液淬实验研究准晶相的形成机理,2005.7,2005.11,ECAP,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!,</p>