【摘 要】
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镁合金作为21世纪最好的绿色金属材料,Mg-RE-Zn系合金由于具有较高的强度,在航空航天、国防军工和交通制造等重点领域有着广阔的应用前景。为了拓宽高强镁合金在环件中的应用,本论文以Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金为基础,采用离心铸造技术制备合金,观察并研究了不同离心转速、不同离心半径合金组织及其变化规律。通过合适的工艺制备了高强度镁合金板材,对离心铸造镁合金的研究及后续轧制加工镁合金环件有重要参考
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镁合金作为21世纪最好的绿色金属材料,Mg-RE-Zn系合金由于具有较高的强度,在航空航天、国防军工和交通制造等重点领域有着广阔的应用前景。为了拓宽高强镁合金在环件中的应用,本论文以Mg-Gd-Y-Zn-Mn合金为基础,采用离心铸造技术制备合金,观察并研究了不同离心转速、不同离心半径合金组织及其变化规律。通过合适的工艺制备了高强度镁合金板材,对离心铸造镁合金的研究及后续轧制加工镁合金环件有重要参考意义。主要研究成果如下:（1）系统分析观察了不同离心转速下Mg-8Gd-4Y-1Zn-1Mn合金的微观组织,观察并研究了不同离心半径下合金的组织及性能的演变规律。在本实验的三个离心转速条件下,随着离心转速的增加,离心铸造合金的组织逐渐细化均匀;在相同离心转速条件下,离心铸造合金的组织随着离心半径的增加逐渐细化均匀。（2）本实验条件下的三个离心转速下,离心转速的提高对离心铸态合金的力学性能有显著影响,当离心转速增加时,离心铸造合金的力学性能提升;当离心转速相同时,合金的力学性能随着离心半径的增大而增强。（3）经过540℃,4h的均匀化处理后,本实验中的三个不同转速下的离心铸造合金的强度与塑性都得到提升。本实验条件下,均匀化处理可以改善三个离心转速下不同离心半径处组织和力学性能的不均匀性。（4）本实验条件下,对离心铸造合金进行直接轧制后,相同离心转速下轧制态合金晶粒尺寸随着离心半径的增加而减小;不同离心转速下,晶粒尺寸随着转速的增加而减小。随着离心半径的增加,轧制态合金的第二相分布更加均匀弥散;随着离心转速增加,合金组织中析出的第二相增多。当离心转速达到900rpm时,合金综合力学性能最好。（5）本实验条件下,经过均匀化+轧制工艺处理后的各个转速离心铸造合金的微观组织基本都达到了均质化。离心转速为600rpm的均匀化离心铸造合金轧制后均质化效果最好,各个离心半径处微观组织基本相同,离心近端、中端和远端的抗拉强度分别为303MPa、304MPa、314MPa,屈服强度分别为194MPa,190MPa,192MPa,延伸率分别达到了7.6%、8.6%、7.8%。（6）本实验条件下,将离心转速600rpm的均匀化离心铸造合金轧制合金进行200℃,48小时的时效处理,时效处理后的合金屈服强度达到362MPa,抗拉强度达到420MPa,延伸率为5.5%。本实验以离心铸造为基础,通过离心铸造+均匀化处理+轧制工艺,均质化制备了高强度Mg-8Gd-4Y-1Zn-1Mn镁合金板材,为均质化制备离心铸造高强度镁合金大型环件打下研究基础。
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