【摘 要】
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当前,振动和噪声问题受到人们广泛关注,对设备进行减振降噪和轻量化替代已成为全球工业发展的大趋势。要顺应该趋势的发展,人们需要开发减振降噪与轻量化的新型材料。镁合金具有密度小、比强度高和阻尼性能好等特点,可以较好的满足减振降噪与轻量化的要求。然而,镁合金往往存在阻尼与力学性能不易兼得的缺点,这制约了其应用发展。研究发现,合金化和固溶处理是提高镁合金的阻尼与力学性能的有效方法,这为开发新型高强高阻尼镁
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当前,振动和噪声问题受到人们广泛关注,对设备进行减振降噪和轻量化替代已成为全球工业发展的大趋势。要顺应该趋势的发展,人们需要开发减振降噪与轻量化的新型材料。镁合金具有密度小、比强度高和阻尼性能好等特点,可以较好的满足减振降噪与轻量化的要求。然而,镁合金往往存在阻尼与力学性能不易兼得的缺点,这制约了其应用发展。研究发现,合金化和固溶处理是提高镁合金的阻尼与力学性能的有效方法,这为开发新型高强高阻尼镁合金材料提供了好的思路。本研究以Mg-X（X=Ga,Sn,Sc,Er,Y）二元合金为研究对象,研究不同类型合金元素对镁合金微观组织、阻尼性能与力学性能的影响规律。（1）研究了合金元素X（X=Ga,Sn,Sc,Er,Y）对Mg-X合金铸态下的微观组织、阻尼与力学性能的影响规律。铸态下,合金元素X在镁合金中有两种存在形态:形成第二相和成为固溶原子。在Mg-X（X=Ga,Sn,Er,Y）合金中,合金由α-Mg基体相和包含合金元素X的第二相组成;随合金元素X含量的增加,第二相含量增多;在第二相强化的作用下,合金的综合力学性能提高,阻尼性能逐渐降低。在Mg-X（X=Sc）合金中,仅有α-Mg这一种基体相,而Sc元素以溶质原子的形式存在于基体相中;随着Sc元素的增加,合金的综合力学性能提高,阻尼性能降低。（2）研究了合金元素X（X=Ga,Sn,Er,Y）对Mg-X合金固溶态下的微观组织、阻尼与力学性能的影响规律。通过对四种不同体系的Mg-X合金进行固溶处理,制备得到充分固溶和晶粒尺寸相近的固溶态合金。Mg-X固溶态合金中只有α-Mg基体相,合金元素X以固溶原子的形式存在。随着固溶合金元素含量增多,Mg-X合金综合力学性能增加,阻尼性能逐渐降低。（3）基于团队前期提出的“固溶强化增塑”的合金设计理念,对比分析铸态和固溶态下四种Mg-X（X=Ga,Sn,Er,Y）合金的性能。发现合金元素X固溶后,可以同时提升合金的强度、塑性和阻尼性能,即固溶态合金的强度、塑性和阻尼性能均优于铸态下的性能,实现了“固溶强化增塑增阻”。合金的阻尼机制均为G-L位错型阻尼机制。同一体系下的固溶态Mg-X合金中,随着固溶元素含量的增加,合金的屈服强度逐渐升高,阻尼性能逐渐降低。对比不同Mg-X合金体系,有相同溶质原子含量的合金力学性能与阻尼性能存在差异,这种差异与溶质原子特性密切相关,溶质原子与Mg原子半径差是主要影响因素。
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