稀土鎂合金扭轉變形LPSO相演變及性能研究.pdf

1、熱扭轉變形過程中材料無明顯形狀變化，同時可獲得大的應變量，可避免變形區(qū)域的摩擦效應，不易產生塑性失穩(wěn)。而在合金強化中，第二相對合金力學性能提高的影響都不容忽視，LPSO相（長程有序相）作為合金中一種新型增強相，由于其結構特殊，自身性能優(yōu)異，自從被發(fā)現后備受關注。本論文采用Gleeble-3500熱模擬實驗機對均勻化處理后的Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr鎂合金進行扭轉變形，實驗溫度:350℃、400℃、450℃和480℃，應變速

2、率:0.001s-1、0.01s-1、0.1s-1和1s-1。
　　繪制扭轉變形的應力-應變曲線，相同的應變速率下，溫度越低，達到峰值應力所需要的時間越少，速度越快;所對應的峰值應力越高，穩(wěn)態(tài)流變應力也越高。同一溫度下，隨著應變速率的增大，峰值應力都表現為上升的趨勢;400℃、480℃時峰值應力增加的速率基本恒定，擬合并建立扭轉的本構方程。
　　XRD測試表明不同扭轉參數的合金擁有相同的物相:α-Mg，Mg12ZnY相(LP

3、SO相)和Mg3Zn3Y2相，LPSO相有明亮的塊狀、灰色的層片狀兩種形態(tài)。變形后，第二相的衍射峰在基本沒有改變，表明不同扭轉參數下這些相的體積分數幾乎恒定，也說明第二相具有高溫熱穩(wěn)定性。
　　隨著溫度的升高，絕大部分扭轉后的晶粒得到了細化。溫度較低時，第二相(LPSO相)演變主要以扭折為主，并且扭折是從晶界處開始;溫度較高時，LPSO相演變以相的破碎分解為主，溫度越高，破碎分解現象越明顯。
　　當應變速率較大時，由于變形過

4、快，LPSO相的演變主要以扭折為主，只在高溫時有很少量的動態(tài)再結晶發(fā)生;在應變速率較小時，變形時間充足，塊狀LPSO相晶界邊緣處萌生層片狀結構，并向晶粒內生長并長大，扭曲的條紋狀并沿α-Mg晶粒分布;故高溫低應變速率時LPSO相破碎分解明顯，變形充分，容易產生動態(tài)再結晶，晶粒更加細小，450℃、(ε)=0.01s-1時晶粒尺寸細化至32μm。此外，隨著應變量的增大，第二相的扭折破碎加劇，動態(tài)再結晶越來越明顯。
　　與均勻化Mg-1

5、3Gd-4Y-2Zn-0.5Zr鎂合金相比，扭轉變形后的硬度值均得到增加，且隨著半徑的增大而增大。隨著應變速率的增加，硬度值基本呈現增加趨勢，除應變速率為0.001s-1時的硬度外，其余三個應變速率對應的硬度值增幅都相當明顯;尤其是應變速率為0.01s-1所對應的硬度值，從效率與性能兩方面綜合考量均比較理想。與應變速率的影響相反，溫度對硬度的影響是隨著溫度的升高，硬度值反而會下降;350℃、400℃、450℃扭轉時，同一應變速率下硬度值