預(yù)時(shí)效對稀土鎂合金熱變形組織和力學(xué)性能的影響.pdf

1、鎂合金因其特殊的優(yōu)良性能引起了人們的廣泛關(guān)注。密排六方結(jié)構(gòu)的鎂合金，室溫可動(dòng)滑移系少，室溫塑性差。為提升鎂合金的室溫力學(xué)性能，本文提出預(yù)時(shí)效和壓縮相結(jié)合的新加工工藝，旨在利用第二相粒子與再結(jié)晶相互作用來細(xì)化晶粒和控制織構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)鎂合金強(qiáng)韌化。本課題利用光學(xué)顯微鏡觀察變形前后及退火過程中鎂合金的顯微組織演化，利用掃描電鏡觀測了第二相粒子形貌和分布狀況，利用電子背散射衍射技術(shù)研究變形過程中鎂合金的微觀織構(gòu)及變形機(jī)理，并通過顯微硬度和室溫拉

2、伸實(shí)驗(yàn)測試了變形前后的力學(xué)性能。
　　對固溶態(tài)和時(shí)效態(tài)Mg-8Y-2Nd合金在不同溫度以1s-1的速度進(jìn)行單向壓縮，隨著變形溫度的升高，流變應(yīng)力逐漸降低，但時(shí)效態(tài)流變應(yīng)力始終高于固溶態(tài)。溫度對Mg-8Y-2Nd合金動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為有重要影響。隨著溫度的升高，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的進(jìn)程加快。在相同的變形溫度下，時(shí)效態(tài)樣品壓縮后的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶體積分?jǐn)?shù)高于固溶態(tài)壓縮樣，且時(shí)效態(tài)變形后室溫力學(xué)性能明顯優(yōu)于固溶態(tài)壓縮樣。在793 K變形后時(shí)效態(tài)的力學(xué)性能

3、提升最為明顯，其強(qiáng)度達(dá)220 MPa，較固溶態(tài)試樣變形前提高了近一倍，伸長率高達(dá)18％，提高了近三倍。在793 K下對Mg-8Y-2Nd合金進(jìn)行不同程度的變形發(fā)現(xiàn)，固溶態(tài)試樣在變形初期主要以項(xiàng)鏈狀再結(jié)晶為主，變形過程中的動(dòng)態(tài)析出主要集中在動(dòng)態(tài)再結(jié)晶區(qū)域，析出相阻礙了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒的長大。而時(shí)效態(tài)試樣在變形初期大量析出相阻礙了位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)，并促進(jìn)非基面滑移，原始晶粒被變形帶分割細(xì)化，隨后變形帶內(nèi)的再結(jié)晶使得動(dòng)態(tài)再結(jié)晶體積分?jǐn)?shù)迅速增大。析出相

4、在變形后被碎化，均勻分布在整個(gè)組織中。變形后織構(gòu)強(qiáng)度大幅下降，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒取向隨機(jī)。固溶態(tài)織構(gòu)由原始的24.5降為8.9，但{0001}面與壓縮方向垂直;而時(shí)效態(tài)織構(gòu)強(qiáng)度僅為3.9，織構(gòu)取向隨機(jī)。兩者織構(gòu)的差異主要是因?yàn)槠湓俳Y(jié)晶體積分?jǐn)?shù)的不同導(dǎo)致的?？棙?gòu)取決于動(dòng)態(tài)再結(jié)晶體積分?jǐn)?shù)而非動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。
　　對固溶態(tài)和時(shí)效態(tài)Mg-2.7Nd-0.5Zn-0.8Zr合金在不同溫度下1s-1的速度進(jìn)行單向壓縮，隨變形溫度的升高，合金動(dòng)態(tài)再結(jié)晶

5、體積分?jǐn)?shù)加快，時(shí)效態(tài)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶優(yōu)于固溶態(tài)，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶體積分?jǐn)?shù)比固溶態(tài)大，當(dāng)升高溫度至793K時(shí)，兩種狀態(tài)壓縮樣均再結(jié)晶完全。變形后，兩種狀態(tài)壓縮樣強(qiáng)度隨溫度的升高而下降，伸長率反之。在相同的變形溫度下，時(shí)效態(tài)抗拉強(qiáng)度高于固溶態(tài)壓縮樣，隨變形溫度的升高強(qiáng)度差值減小。變形后時(shí)效態(tài)伸長率高于固溶態(tài)。對723K壓縮后的樣品在673K退火不同時(shí)間。固溶態(tài)樣品退火1h后得到穩(wěn)定的再結(jié)晶組織，且其再結(jié)晶晶粒尺寸在退火1h前小于時(shí)效態(tài)壓縮樣，退火1h后