Mg-Zn-Zr-RE(Y+Nd)鎂合金均勻化和熱變形行為的研究.pdf

1、結(jié)構(gòu)件的輕量化要求為鎂合金發(fā)展提供了機(jī)遇，同時也提出更高的要求。稀土鎂合金具有普通鎂合金的固有優(yōu)點(diǎn)，同時具有優(yōu)異的抗蠕變性和熱穩(wěn)定性及耐蝕耐高溫等特點(diǎn)，因此是國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。稀土元素容易在晶界處偏聚形成非平衡凝固共晶組織產(chǎn)生偏析，對合金后續(xù)的變形產(chǎn)生不利影響。均勻化熱處理能夠消除金屬材料中的微觀偏析現(xiàn)象，使材料中合金元素分布均勻，改善合金的塑性變形能力。由于鎂合金是密排六方結(jié)構(gòu)，滑移系少，變形困難，但經(jīng)過塑性加工之后，鎂合金在組織性能

2、上，將得到極大的改善。因此，探索稀土鎂合金的均勻化工藝和熱變形行為，為制得高性能的鎂合金提供理論依據(jù)和技術(shù)支持，具有非常重要的工程價值和學(xué)術(shù)意義。
　　本文以鑄態(tài)Mg-Zn-Zr-RE（Y+Nd）稀土鎂合金為研究對象，對其均勻化處理工藝和熱變形行為進(jìn)行研究。采用金相、差熱分析、掃描電鏡及能譜等手段，較為全面系統(tǒng)地研究了該鎂合金鑄錠在不同均勻化熱處理工藝條件下的顯微組織和物相變化規(guī)律，并得到了在各種工藝條件下材料的維氏硬度值隨時間和

3、溫度的關(guān)系曲線，對均勻化的兩個重要參數(shù)溫度和時間進(jìn)行了詳細(xì)的探討，并采用求維氏硬度的方差大小的方法來判斷熱處理后合金的均勻化程度。確定了該鎂合金較優(yōu)的均勻化工藝參數(shù)為500℃×16h。
　　對Mg-Zn-Zr-RE（Y+Nd）稀土鎂合金采用較優(yōu)的均勻化工藝處理后，在溫度為523K-723K、應(yīng)變速率為0.001s-1-1s-1的變形條件下，采用Gleele-1500熱模擬機(jī)對其熱壓縮變形特性進(jìn)行研究。研究發(fā)現(xiàn)：該鎂合金熱壓縮變形時

4、的流變應(yīng)力同應(yīng)變之間的關(guān)系曲線呈現(xiàn)典型的動態(tài)再結(jié)晶特征，即變形初期迅速硬化并達(dá)到一個峰值，其后逐漸軟化，在達(dá)到較大的應(yīng)變后呈現(xiàn)穩(wěn)態(tài)流變。流變應(yīng)力隨變形溫度的減小和變形速率的增加而增大。計算出Mg-Zn-Zr-RE（Y+Nd）稀土鎂合金熱壓縮變形時的材料常數(shù)為：Q=181.9026kJ/mol；A=1.8193×1013s-1；α=0.0143MPa-1；n=4.5322，并建立了合金的流變應(yīng)力本構(gòu)方程。
　　基于動態(tài)材料模型建立了