第二相對AZ61鎂合金熱變形組織的影響.pdf

1、鎂合金因其密度小，且具有許多優(yōu)異的使用性能，從其發(fā)現至今就得到人們的普遍關注。其中變形鎂合金因其自身良好的綜合性能能夠在諸多領域得到應用，成為鎂合金研究中的一個重要方向。鎂鋁系鎂合金因其具有比較好的力學性能，成為實際應用中最普遍的一種變形鎂合金，然而其塑性和熱成形性不足的缺點使其在實際生產中的應用受到了很大限制。目前改善變形鎂合金塑性成形性能的主要方法是添加合金元素。
　　前期試驗結果表明，通過復合添加錳和富鈰混合稀土，能夠提高A

2、Z61鎂合金的熱擠壓成型性能，使鎂合金的組織均勻性以及變形后合金的力學及耐腐蝕性能都得到不同程度的改善。本文在前人研究的基礎上，通過Gleeble熱模擬實驗機模擬鎂合金熱變形過程，使用X射線衍射分析儀、金相顯微鏡、透射電鏡、掃描電鏡及能譜分析儀等儀器進行分析。從第二相的角度出發(fā)，研究了Mn和RE的復合添加對AZ61鎂合金熱變形組織的影響規(guī)律及其作用機理，現得到如下結論：
　　添加Mn和RE后，AZ61鎂合金中的鎂鋁相得到細化，由連

3、續(xù)的網狀轉變呈彌散分布，同時生成了Al11Ce3、Al10RE2Mn7等高溫相，這些第二相彌散分布在晶粒內和晶界處，提高了合金的強度和組織均勻性，同時對鑄態(tài)晶粒也起到了一定的細化作用。
　　利用等溫壓縮試驗的方法，研究了Mn和RE元素的添加對AZ61鎂合金在應變速率為0.1s-1、1s-1，變形溫度為523K、623K和723K條件下的熱變形行為的影響規(guī)律。與原始AZ61鎂合金相比，添加合金元素后合金的變形抗力顯著降低，相同變形條

4、件下的加工硬化率也有很大幅度的下降，從加工硬化率曲線的轉變點可判斷動態(tài)再結晶發(fā)生的臨界點提前，說明Mn和RE的添加提高了AZ61鎂合金的熱變形性能。
　　鎂合金在低溫變形時，基面滑移和機械孿晶協調變形是其主要的變形機制，Mn和RE的加入形成的第二相能夠促使孿晶在較小的變形量出現，有助于提前釋放變形過程中產生的應力集中，而且在孿晶界附近的高位錯區(qū)也能夠促進動態(tài)再結晶的發(fā)生，提高了鎂合金在低溫下的變形協調性。
　　隨著溫度升高，

5、動態(tài)再結晶逐漸成為變形過程中的主要軟化機制，Mn及RE元素的加入及其形成的第二相能夠促使機械孿晶在變形初期的產生，并能細化孿晶，同時在變形后期能促進動態(tài)再結晶的發(fā)生，提高了再結晶組織的均勻性，從而使鎂合金塑性變形能力得到提高。
　　隨著變形量的增加，部分第二相發(fā)生再析出和回溶，這些第二相在變形過程中發(fā)生破碎和溶解，釋放了變形過程中的部分應力集中，同時減少鎂合金在大塑性變形過程中的開裂的可能，部分第二相在高的變形量下能夠發(fā)生再析出，