合金元素對鎂合金臨界剪切應力與力學行為影響的研究.pdf

1、鎂合金因其質(zhì)輕、比強度高、阻尼減振和電磁屏蔽性能好等優(yōu)點受到越來越多的關注。變形鎂合金在室溫下非基面與基面滑移的臨界剪切應力（CRSS）比值較大，室溫獨立滑移系少，導致變形鎂合金，特別是鎂合金板材的室溫成形性能較差，這嚴重制約了變形鎂合金的發(fā)展。合金元素改性可有效降低鎂合金非基面/基面滑移的CRSS比值，從而改善變形鎂合金的成形性能。
　　本文利用第一性原理計算研究典型合金元素對鎂晶體理論臨界剪切強度（τmax）的影響，制備出相應

2、的鎂合金材料；采用金相分析（OM）、掃描電鏡（SEM）、X射線衍射（XRD）、電子背散射衍射（EBSD）和力學性能測試等手段考察這些鎂合金在不同塑性變形工藝下的顯微組織及力學行為的演變。
　　研究結果表明：
　?、偃苜|(zhì)原子Li、Sn與Y在鎂晶體中優(yōu)先固溶于{1120}面。單位原子的合金元素減小鎂非基面/基面τmax比值順序為：Sn>Li>Y；單位質(zhì)量的合金元素減小其非基面/基面τmax比值順序為：Li>Sn>Y。
　　

3、②對于Mg-Li二元擠壓板材，隨著Li含量的增加，合金晶粒取向發(fā)生改變，從Mg-(1-2)Li合金的基面取向逐漸向Mg-3Li合金的非基面取向演變，且Mg-3Li合金的延伸率、加工硬化指數(shù)n值及強度均明顯提高，板材經(jīng)30％的軋制變形后，各向異性得到了進一步改善。
　　③在不同變形量的室溫軋制下，Mg-xLi-3Al-1Zn（LAZx31, x=1,3,5;wt.%）擠壓板材表現(xiàn)出不同的塑性變形模式：LAZ131在整個軋制變形過程中

4、均以基面滑移和孿生為主；LAZ331在5%軋制變形下主要發(fā)生柱面滑移與{1122}錐面滑移，10%時主要發(fā)生{1012}拉伸孿生與{1122}錐面滑移，15%時主要發(fā)生{1012}拉伸孿生與{1011}壓縮孿生，20%時主要發(fā)生{1011}壓縮孿生與{1011}-{1012}二次孿生；LAZ531在5%軋制變形下主要發(fā)生{1120}柱面滑移及錐面滑移，10%與15%時主要發(fā)生{1012}拉伸孿生與錐面滑移，20%時主要發(fā)生{1012}拉

5、伸孿生與{1011}壓縮孿生。
　?、躍n元素固溶可以改善純鎂的室溫成形性能，當Sn在Mg中的固溶量為2.5wt.%時，合金的成形性能最佳，鑄態(tài)合金的室溫軋制壓下量可達到22.6%。隨著Sn含量增加，擠壓態(tài)Mg-Sn合金的抗拉強度、延伸率及加工硬化指數(shù)n值均呈升高的趨勢。
　?、軲g-0.5Sn-0.3Y合金擠壓板材晶粒尺寸比Mg-0.5Sn合金擠壓板材細化約77%，沿ED、45o和TD三個方向的延伸率分別為30.3%、28