mg8gd3y0.5zr合金的形變熱處理組織與性能研究

1、上海交通大學(xué)博士學(xué)位論文Mg-8Gd-3Y-0.5Zr合金的形變熱處理組織與性能研究姓名：李德江申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：@指導(dǎo)教師：翟春泉；曾小勤；董杰201005上海交通大學(xué)博士學(xué)位論文至裂紋萌生、擴(kuò)展和斷裂。冷軋變形能加速合金的時(shí)效析出速度，使合金峰值時(shí)效時(shí)間大幅度提前，隨變形量的增加這種效應(yīng)越明顯，但并不能增加合金的峰值時(shí)效硬度。在過時(shí)效階段，變形態(tài)與未變形態(tài)合金時(shí)效軟化趨勢趨于相同。合金在從室溫以l ℃／m i n 升溫到5 0

2、 0 ℃的等時(shí)時(shí)效過程中，出現(xiàn)兩個(gè)峰值硬度溫度點(diǎn)，分別對應(yīng)B ’和B 相的大量析出，隨變形量的增大這兩個(gè)硬度峰值溫度點(diǎn)有所提前。升溫速率對合金時(shí)效析出過程中亞穩(wěn)相開始析出的溫度有較大影響，當(dāng)變形量為2 2 ％的合金分別以3 ℃／m i n 和3 0 ℃／m i n的速率升溫時(shí)，眇相開始析出的溫度分別為1 0 9 ℃和1 2 4 ℃。冷軋變形對合金在2 0 0 ℃等溫時(shí)效析出序列沒有影響，合金仍然維持S ．S ．S ．S ．( c p h

3、 ) 一p ”( D 0 1 9 ) _ B ’( c b c 0 ) _ ÷p 1 ( f C c ) _ p ( f ＆) 四階段的轉(zhuǎn)變過程。在時(shí)效過程中，晶界和孿晶界是非共格相析出的有利形核點(diǎn)，能促使析出相快速生長，并形成較寬的無析出區(qū)。形變產(chǎn)生的基面位錯平行分布，位錯線位于D ’相的慣析面上，使p ’相的形核率增大，析出相細(xì)化，同時(shí)促使B ’相沿位錯線方向分布，形成強(qiáng)烈的單一方向性；沿基體【0 0 0 l 】方向在完整

4、晶格內(nèi)上下同時(shí)生長的B ’相在位錯滑移線上的位錯核心處只能朝上或下一個(gè)方向生長，其結(jié)果導(dǎo)致B ’相只能呈現(xiàn)出一半的形貌。在低于2 5 0 ℃時(shí)效時(shí)，形變位錯并不能促使B l 相直接在位錯線上形核，B l 相仍然通過B ’相轉(zhuǎn)變而來，位錯能夠加速這種轉(zhuǎn)變過程。力學(xué)性能測試結(jié)果顯示，對退火態(tài)冷軋變形未時(shí)效G Y 8 3 K 合金，變形量較小( 8 ％)時(shí)由位錯增殖導(dǎo)致的加工硬化能夠由△仃= 嬲6 √p 公式較為準(zhǔn)確地描述，當(dāng)變形量增大時(shí)產(chǎn)生

5、較大的誤差，這個(gè)誤差來源于變形組織中產(chǎn)生的大量孿晶，孿晶致使合金在繼續(xù)變形時(shí)晶界作用強(qiáng)化，其作用類似于晶粒細(xì)化。而當(dāng)合金在1 7 5 ℃一3 0 0 ℃范圍內(nèi)時(shí)效1 2 h 后，在同一時(shí)效溫度下，隨變形量的增大合金的強(qiáng)度增加，延伸率下降；對于同一變形量的合金，在不同溫度下時(shí)效1 2 h ，強(qiáng)度先增后減，延伸率先減后增，合金在2 2 5 ℃獲得強(qiáng)度極值。時(shí)效對冷變形合金的強(qiáng)度貢獻(xiàn)不如未變形合金明顯，但總體上變形態(tài)合金的強(qiáng)度高于未變形的合金

6、。變形態(tài)合金在時(shí)效過程中位錯回復(fù)軟化與時(shí)效硬化同時(shí)進(jìn)行，變形量為8 ％的合金，在3 0 0 ℃以下時(shí)效時(shí)，時(shí)效硬化效果大于回復(fù)軟化效果；變形量為1 5 ％和2 2 ％的合金在2 5 0 ℃以下時(shí)效時(shí)，時(shí)效硬化效果大于回復(fù)軟化效果；當(dāng)時(shí)效溫度達(dá)到3 0 0 ℃時(shí)，所有變形態(tài)合金的回復(fù)軟化效果均大于時(shí)效硬化效果。在2 2 5 ℃，1 2 h 峰值時(shí)效條件下，冷變形能夠提高合金高溫強(qiáng)度，特別是在3 0 0 ℃條件下，變形量為1 5 ％合金的強(qiáng)