熱扭轉變形Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金的動態(tài)再結晶研究.pdf

1、Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr鎂合金具有高強耐熱稀土鎂合金特有的優(yōu)點，目前稀土耐熱合金的研究主要是通過熱模擬壓縮實驗，而其在扭轉變形過程中的組織和性能演化鮮有研究。本文采用Gleeble-3500熱模擬實驗機的扭轉單元對Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr鎂合金進行熱模擬扭轉實驗，分析研究合金的高溫扭轉變形行為，建立熱扭轉過程中的熱加工圖，分析變形溫度、應變速率以及應變程度對試樣組織以及性能的影響規(guī)律。對熱扭轉過程中的動態(tài)

2、再結晶行為作出預測，確定Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr鎂合金發(fā)生動態(tài)再結晶的臨界應變條件，并通過實驗驗證臨界條件的準確性，進而確定動態(tài)再結晶動力學方程;確定不同變形條件下的動態(tài)再結晶機制。通過測定扭轉變形后試樣從心部到邊緣部位的顯微硬度，分析變形程度、變形溫度、應變速率等對顯微硬度的影響規(guī)律，并通過組織進行分析。
　　經過均勻化處理后的Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr鎂合金扭轉變形的等效應力-應變曲線呈現典型的動

3、態(tài)再結晶特征，其峰值等效應力隨變形溫度的升高和應變速率的降低而減小。利用等效應力-應變曲線繪制扭轉變形的熱加工圖，確定其最佳變形條件范圍，即440℃～480℃，0.001s-1～0.01s-1，而在350℃，1s-1條件下扭轉時會有微裂紋產生，不利于加工變形。
　　Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr鎂合金扭轉變形時邊緣部位發(fā)生動態(tài)再結晶的臨界應變與Z參數的關系:εc=3.76593×10-3Z0.08412，當合金的應變?yōu)榍?/p>

4、得的該條件下的臨界應變時剛好發(fā)生動態(tài)再結晶，合金的動態(tài)再結晶動力學模型為:Xr=1-exp[-0.693(ε-εc/ε*)m]，m=1.0579725εc=0.079350542(Z/A)0.13161ε*=0.176334944(Z/A)0.13791研究發(fā)現，經過扭轉變形變形溫度對動態(tài)再結晶機制起主導作用，應變速率和變形程度主要對動態(tài)再結晶體積分數有重要影響。400℃時，Mg-13 Gd-4Y-2Zn-0.5Zr鎂合金主要發(fā)生連續(xù)動

5、態(tài)再結晶(CDRX)，當溫度升高到450℃和480℃時，出現明顯的晶界弓出和“鋸齒”狀晶界，主要動態(tài)再結晶機制為非連續(xù)動態(tài)再結晶(DDRX)。隨著變形溫度和距離心部距離的增加以及應變速率的降低，動態(tài)再結晶體積分數增加。晶粒尺寸隨著變形溫度的升高而增大，隨應變速率的增加先減小再增大。
　　經過扭轉變形后的合金顯微硬度值均高于均勻化態(tài)，隨著距離心部越遠，合金硬度值越大。隨著變形溫度的升高和應變的減小，合金硬度值減小。應變速率為0.01