Y元素對鎂織構(gòu)及力學(xué)行為的影響研究.pdf

1、本實驗通過對含有不同Y含量Mg-Y合金進行對比，研究了Y元素對鎂熱擠壓過程中織構(gòu)的形成和顯微組織的影響；對熱擠壓后的純鎂和Mg-Y合金分別進行不同工藝的再結(jié)晶退火處理以使其晶粒尺寸達到一致，研究了退火后的純鎂和Mg-Y合金的靜態(tài)和動態(tài)沖擊下的力學(xué)行為。得出主要結(jié)論如下：
　　在熱擠壓過程中，Y元素的添加對鎂合金的織構(gòu)和顯微組織有顯著的影響。擠壓后的Mg-Y合金形成基面{0002}//ED織構(gòu)，隨著Y含量的增加基面{0002}織構(gòu)逐

2、漸增強且抑制再結(jié)晶的效果越明顯，這種現(xiàn)象與在高溫擠壓過程中，隨著Y含量的增加，促進錐面滑移從而使晶粒的基面{0002}朝著平行于ED方向轉(zhuǎn)動越來越容易有關(guān)。經(jīng)過440℃不同時間的再結(jié)晶退火后，Mg-Y合金能夠被處理成相同尺寸的等軸晶，而基面{0002}織構(gòu)變得漫散。
　　當鎂中添加了2wt.％Y-4wt.％Y后，具有較好的延伸。當鎂中含有4wt.％Y時，延伸率可達30％左右；而當Y含量達到6wt.％時，強度大幅提高，延伸

3、率下降。分析認為，Y對鎂力學(xué)性能的影響是由于Y促進錐面滑移、第二相強化和固溶強化和織構(gòu)綜合作用的結(jié)果。
　　純鎂的拉伸斷口形貌表現(xiàn)出明顯的解理斷裂的河流花樣。而經(jīng)過空冷、水冷和爐冷后的Mg-Y合金的斷口形貌則表現(xiàn)的是解理和韌窩的混合型斷裂，經(jīng)過空冷和水冷后的Mg-4Y合金斷口中的韌窩要明顯多于Mg-2Y和Mg-6Y。Mg-6Y合金的斷口中顯示出解理斷裂傾向更為嚴重一些。由此可以表明，過量Y的加入限制了位錯的滑移，使得塑性

4、降低而強度升高。
　　EBSD分析表明，Mg-2Y和Mg-4Y合金拉伸變形組織中含有的孿生晶粒的數(shù)目要明顯多于Mg-6Y，且Mg-4Y合金中孿生晶粒數(shù)最多。絕大多數(shù)的孿晶類型為{10-12}<10-11>拉伸孿晶。
　　在壓縮變形中，當應(yīng)變?yōu)?0％時，Mg-Y合金的顯微組織中都含有少量的孿晶而且孿晶多出現(xiàn)在較大的晶粒中。說明在壓縮變形初期，在壓應(yīng)力的作用下激活了孿生并參與塑性變形。最終從壓斷后的顯微組織中看出，Mg-2Y合金

5、中出現(xiàn)的孿晶最多，說明Mg-2Y合金中有更多孿生變形參與了宏觀塑性變形，而且Mg-6Y合金中的出現(xiàn)的孿生晶粒數(shù)最少。在壓縮變形過程中大量的孿生用來協(xié)調(diào)進一步的滑移，所以在孿生和滑移的相互協(xié)調(diào)作用下使Mg-2Y和Mg-4Y合金的壓縮應(yīng)變量遠遠大于Mg-6Y合金，且Mg-2Y合金的壓縮應(yīng)變量最大。
　　通過計算得出軸向壓縮和拉伸條件下孿生變體的schmid因子(schmid factor，簡稱SF)在取向三角形的分布。從Schmid因

6、子分布圖可知，在鎂合金中當外加壓應(yīng)力平行于<0001>晶向時壓縮孿晶的SF值達到最大值，而拉伸孿晶的SF值為負值說明拉伸孿晶不能被激活：當拉應(yīng)力平行于<0001>晶向時拉伸孿晶6個變體的SF值均達到最大值，說明在一定的外力作用下該6個拉伸孿晶變體均可以被很容易被激活，但是壓縮孿晶的SF值為負值說明壓縮孿晶不能被激活。
　　Mg-Y合金在應(yīng)變率為600/s和1250/s下沖擊時，在純鎂的顯微組織中都發(fā)現(xiàn)了大量的孿生晶粒而Mg-Y合金