第二相對AZ61鎂合金熱變形組織的影響.pdf

1、鎂合金因其密度小，且具有許多優(yōu)異的使用性能，從其發(fā)現(xiàn)至今就得到人們的普遍關(guān)注。其中變形鎂合金因其自身良好的綜合性能能夠在諸多領(lǐng)域得到應(yīng)用，成為鎂合金研究中的一個重要方向。鎂鋁系鎂合金因其具有比較好的力學(xué)性能，成為實(shí)際應(yīng)用中最普遍的一種變形鎂合金，然而其塑性和熱成形性不足的缺點(diǎn)使其在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用受到了很大限制。目前改善變形鎂合金塑性成形性能的主要方法是添加合金元素。
　　前期試驗(yàn)結(jié)果表明，通過復(fù)合添加錳和富鈰混合稀土，能夠提高A

2、Z61鎂合金的熱擠壓成型性能，使鎂合金的組織均勻性以及變形后合金的力學(xué)及耐腐蝕性能都得到不同程度的改善。本文在前人研究的基礎(chǔ)上，通過Gleeble熱模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)模擬鎂合金熱變形過程，使用X射線衍射分析儀、金相顯微鏡、透射電鏡、掃描電鏡及能譜分析儀等儀器進(jìn)行分析。從第二相的角度出發(fā)，研究了Mn和RE的復(fù)合添加對AZ61鎂合金熱變形組織的影響規(guī)律及其作用機(jī)理，現(xiàn)得到如下結(jié)論：
　　添加Mn和RE后，AZ61鎂合金中的鎂鋁相得到細(xì)化，由連

3、續(xù)的網(wǎng)狀轉(zhuǎn)變呈彌散分布，同時生成了Al11Ce3、Al10RE2Mn7等高溫相，這些第二相彌散分布在晶粒內(nèi)和晶界處，提高了合金的強(qiáng)度和組織均勻性，同時對鑄態(tài)晶粒也起到了一定的細(xì)化作用。
　　利用等溫壓縮試驗(yàn)的方法，研究了Mn和RE元素的添加對AZ61鎂合金在應(yīng)變速率為0.1s-1、1s-1，變形溫度為523K、623K和723K條件下的熱變形行為的影響規(guī)律。與原始AZ61鎂合金相比，添加合金元素后合金的變形抗力顯著降低，相同變形條

4、件下的加工硬化率也有很大幅度的下降，從加工硬化率曲線的轉(zhuǎn)變點(diǎn)可判斷動態(tài)再結(jié)晶發(fā)生的臨界點(diǎn)提前，說明Mn和RE的添加提高了AZ61鎂合金的熱變形性能。
　　鎂合金在低溫變形時，基面滑移和機(jī)械孿晶協(xié)調(diào)變形是其主要的變形機(jī)制，Mn和RE的加入形成的第二相能夠促使孿晶在較小的變形量出現(xiàn)，有助于提前釋放變形過程中產(chǎn)生的應(yīng)力集中，而且在孿晶界附近的高位錯區(qū)也能夠促進(jìn)動態(tài)再結(jié)晶的發(fā)生，提高了鎂合金在低溫下的變形協(xié)調(diào)性。
　　隨著溫度升高，

5、動態(tài)再結(jié)晶逐漸成為變形過程中的主要軟化機(jī)制，Mn及RE元素的加入及其形成的第二相能夠促使機(jī)械孿晶在變形初期的產(chǎn)生，并能細(xì)化孿晶，同時在變形后期能促進(jìn)動態(tài)再結(jié)晶的發(fā)生，提高了再結(jié)晶組織的均勻性，從而使鎂合金塑性變形能力得到提高。
　　隨著變形量的增加，部分第二相發(fā)生再析出和回溶，這些第二相在變形過程中發(fā)生破碎和溶解，釋放了變形過程中的部分應(yīng)力集中，同時減少鎂合金在大塑性變形過程中的開裂的可能，部分第二相在高的變形量下能夠發(fā)生再析出，