熱扭轉(zhuǎn)變形Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶研究.pdf

1、Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr鎂合金具有高強(qiáng)耐熱稀土鎂合金特有的優(yōu)點(diǎn)，目前稀土耐熱合金的研究主要是通過(guò)熱模擬壓縮實(shí)驗(yàn)，而其在扭轉(zhuǎn)變形過(guò)程中的組織和性能演化鮮有研究。本文采用Gleeble-3500熱模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)的扭轉(zhuǎn)單元對(duì)Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr鎂合金進(jìn)行熱模擬扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)，分析研究合金的高溫扭轉(zhuǎn)變形行為，建立熱扭轉(zhuǎn)過(guò)程中的熱加工圖，分析變形溫度、應(yīng)變速率以及應(yīng)變程度對(duì)試樣組織以及性能的影響規(guī)律。對(duì)熱扭轉(zhuǎn)過(guò)程中的動(dòng)態(tài)

2、再結(jié)晶行為作出預(yù)測(cè)，確定Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr鎂合金發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的臨界應(yīng)變條件，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證臨界條件的準(zhǔn)確性，進(jìn)而確定動(dòng)態(tài)再結(jié)晶動(dòng)力學(xué)方程;確定不同變形條件下的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶機(jī)制。通過(guò)測(cè)定扭轉(zhuǎn)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(yīng)變速率等對(duì)顯微硬度的影響規(guī)律，并通過(guò)組織進(jìn)行分析。
　　經(jīng)過(guò)均勻化處理后的Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr鎂合金扭轉(zhuǎn)變形的等效應(yīng)力-應(yīng)變曲線呈現(xiàn)典型的動(dòng)

3、態(tài)再結(jié)晶特征，其峰值等效應(yīng)力隨變形溫度的升高和應(yīng)變速率的降低而減小。利用等效應(yīng)力-應(yīng)變曲線繪制扭轉(zhuǎn)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(zhuǎn)時(shí)會(huì)有微裂紋產(chǎn)生，不利于加工變形。
　　Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr鎂合金扭轉(zhuǎn)變形時(shí)邊緣部位發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的臨界應(yīng)變與Z參數(shù)的關(guān)系:εc=3.76593×10-3Z0.08412，當(dāng)合金的應(yīng)變?yōu)榍?/p>

4、得的該條件下的臨界應(yīng)變時(shí)剛好發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，合金的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶動(dòng)力學(xué)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(xiàn)，經(jīng)過(guò)扭轉(zhuǎn)變形變形溫度對(duì)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶機(jī)制起主導(dǎo)作用，應(yīng)變速率和變形程度主要對(duì)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶體積分?jǐn)?shù)有重要影響。400℃時(shí)，Mg-13 Gd-4Y-2Zn-0.5Zr鎂合金主要發(fā)生連續(xù)動(dòng)

5、態(tài)再結(jié)晶(CDRX)，當(dāng)溫度升高到450℃和480℃時(shí)，出現(xiàn)明顯的晶界弓出和“鋸齒”狀晶界，主要?jiǎng)討B(tài)再結(jié)晶機(jī)制為非連續(xù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶(DDRX)。隨著變形溫度和距離心部距離的增加以及應(yīng)變速率的降低，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶體積分?jǐn)?shù)增加。晶粒尺寸隨著變形溫度的升高而增大，隨應(yīng)變速率的增加先減小再增大。
　　經(jīng)過(guò)扭轉(zhuǎn)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(yuǎn)，合金硬度值越大。隨著變形溫度的升高和應(yīng)變的減小，合金硬度值減小。應(yīng)變速率為0.01