機(jī)械球磨Mg-Ti合金粉末制備與組織性能研究.pdf

1、作為最輕質(zhì)的結(jié)構(gòu)材料，鎂合金具有一系列突出優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)防和國(guó)民經(jīng)濟(jì)等主要工業(yè)領(lǐng)域，具有極其重要的應(yīng)用價(jià)值與廣闊的應(yīng)用前景。然而，熱穩(wěn)定性不佳一直制約著鎂合金的發(fā)展與應(yīng)用。開(kāi)發(fā)新型耐熱鎂合金是鎂合金研究和發(fā)展的重要方向之一。
　　本課題主要是通過(guò)機(jī)械球磨的方法來(lái)制備新型Mg-Ti耐熱鎂合金。這種實(shí)驗(yàn)方法主要通過(guò)改變合金成分與工藝思路兩個(gè)方面來(lái)提高鎂合金的熱穩(wěn)定性能。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括：(1)不同成分Mg-Ti混合粉末機(jī)械球磨實(shí)驗(yàn)；(2)Mg

2、-Ti粉末球磨過(guò)程的組織演變分析；(3)機(jī)械球磨Mg-Ti粉末的壓制實(shí)驗(yàn)及硬度測(cè)試；(4)機(jī)械球磨Mg-Ti粉末的組織熱穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)。
　　本文首先分析并對(duì)比了不同球磨時(shí)間下的Mg-Ti粉末的XRD結(jié)果，研究了不同成分Mg-Ti球磨粉末晶格參數(shù)隨球磨時(shí)間變化，并對(duì)Mg-Ti粉末的晶粒尺寸與微觀應(yīng)變隨球磨時(shí)間變化進(jìn)行了分析。對(duì)Mg-Ti粉末進(jìn)行SEM實(shí)驗(yàn)，探索Mg-Ti粉末的顆粒形貌與尺寸隨球磨時(shí)間的演變，并對(duì)實(shí)驗(yàn)樣品進(jìn)行能譜分析和背

3、散射電子像分析，觀察Ti相在Mg基體中的分布、尺寸和形貌特征隨球磨時(shí)間的變化規(guī)律。對(duì)同種成分不同球磨時(shí)間與相同球磨時(shí)間不同成分的粉末分別進(jìn)行壓制實(shí)驗(yàn)，分析合金成分與球磨時(shí)間對(duì)Mg-Ti合金壓制特性的影響。使用壓制后得到的冷壓坯進(jìn)行退火實(shí)驗(yàn)來(lái)研究機(jī)械球磨制得的Mg-Ti合金的熱穩(wěn)定性能。熱穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)主要分析了在一定溫度下退火時(shí)間不同對(duì)Mg-Ti合金冷壓坯的熱穩(wěn)定性的影響。此外，還對(duì)退火前后的冷壓坯進(jìn)行了硬度測(cè)試，探究退火對(duì)材料硬度的影響。<

4、br>　　對(duì)不同球磨時(shí)間下的Mg-Ti粉末的XRD試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著球磨時(shí)間的增加，Mg-Ti粉末的晶粒尺寸逐漸減小，微觀應(yīng)變不斷增大，并且發(fā)現(xiàn)Ti含量對(duì)粉末晶粒的細(xì)化速度以及極限晶粒尺寸都有影響，同時(shí)，Ti相向Mg基體中的固溶與機(jī)械力驅(qū)動(dòng)下的塑性變形產(chǎn)生的缺陷兩種作用共同決定了合金粉末的晶格參數(shù)的變化。通過(guò)SEM實(shí)驗(yàn)分析，觀察到粉末在球磨過(guò)程中經(jīng)歷了起始粉末階段→扁平化階段→冷焊階段→粉末成形階段→穩(wěn)定化階段的變化過(guò)程，隨著Ti含量的

5、增加，在球磨60小時(shí)后所得到的粉末顆粒尺寸越小。分析Mg-Ti粉末在不同球磨時(shí)間的背散射電子相，可以得出Ti相顆粒平均尺寸隨著球磨時(shí)間的增加不斷減小，Ti含量越高，粉末顆粒細(xì)化速度越快。對(duì)粉末的壓制實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著球磨時(shí)間的增加，在相同壓力的作用下，粉末壓制后的致密度越低。根據(jù)硬度實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，球磨時(shí)間越長(zhǎng)，Ti含量越多，粉末冷壓坯的硬度就越高。對(duì)粉末冷壓坯在300℃下進(jìn)行不同時(shí)間退火，可以得出Ti含量的增加可以提高鎂合金的熱穩(wěn)定