RE、Sb對(duì)AZ31鎂合金熱擠壓變形行為的影響.pdf

1、鎂合金作為一種輕質(zhì)工程材料,具有比重輕、比強(qiáng)度和比剛度高,良好的電磁屏蔽能力和易于再生利用等一系列優(yōu)點(diǎn),被認(rèn)為是21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ牟牧?但由于鎂合金為密排六方結(jié)構(gòu),滑移系少,塑性變形能力差、生產(chǎn)效率低,很大程度上制約了變形鎂合金的發(fā)展和應(yīng)用. 前期研究表明,在AZ31鎂合金中添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1﹪RE和1﹪Sb,可有效改善合金鑄態(tài)組織,提高其力學(xué)性能.本文采用光學(xué)顯微鏡(OM)、X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)以

2、及能譜(EDS)等分析手段,通過熱模擬、合金擠壓加工和力學(xué)性能測試,較系統(tǒng)地研究了RE和Sb對(duì)AZ31鎂合金塑性變形能力以及擠壓材組織性能的影響,并分析了其對(duì)合金熱變形特性的影響機(jī)理. 借助Gleeble-1500D型熱模擬試驗(yàn)機(jī),研究了RE和Sb對(duì)AZ31鎂合金熱壓縮變形行為的影響.結(jié)果表明:質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1﹪RE和1﹪Sb的添加,可顯著增大AZ31鎂合金的變形抗力,并有效促進(jìn)合金熱變形過程中的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶. 擠壓實(shí)驗(yàn)表明,

3、隨擠壓溫度升高,變形過程中動(dòng)態(tài)再結(jié)晶程度增加,再結(jié)晶晶粒尺寸增大;隨擠壓比的增大,再結(jié)晶程度提高且晶粒明顯細(xì)化.擠壓溫度為380℃,擠壓比為17.4.條件下擠壓變形后,AZ31鎂合金擠壓材組織為原始晶粒和再結(jié)晶晶粒的混合組織,再結(jié)晶不完全;添加1﹪RE或復(fù)合加入1﹪RE和1﹪Sb后,動(dòng)態(tài)再結(jié)晶程度增大,且再結(jié)晶晶粒細(xì)化,合金中的稀土相顆粒呈鏈狀分布. AZ31合金中加入1﹪RE后,擠壓態(tài)合金抗拉提高了5.5﹪,延伸率和沖擊韌性分

4、別提高2.2﹪和5﹪.同時(shí)加入1﹪RE和1﹪Sb后,擠壓材的力學(xué)性能最好,抗拉強(qiáng)度、延伸率和沖擊韌性與AZ31相比分別提高了7.7﹪、11.1﹪和17.5﹪.斷口形貌分析表明,在AZ31合金中加入1﹪RE和1﹪Sb后,擠壓態(tài)合金的拉伸斷口韌窩變細(xì),韌窩數(shù)量明顯增多且深度增加,韌窩之間有撕裂棱存在,表現(xiàn)出明顯的韌性斷裂特征. AZ31-1﹪RE鑄態(tài)合金組織中A1-RE相呈長針狀沿晶界分布,擠壓變形后稀土相破碎成多邊形狀,呈鏈狀沿?cái)D

5、壓方向集中分布在原針狀相附近,受到外力時(shí)引起應(yīng)力集中,對(duì)合金的塑韌性不利;AZ31-1﹪RE-1﹪Sb合金中,擠壓前稀土相呈棒狀或圓球狀,分布在晶界附近和基體內(nèi),擠壓后的稀土相破碎分布更加均勻和彌散,減小了擠壓過程中的應(yīng)力集中,提高了合金的塑性變形能力.AZ31合金在擠壓溫度為380℃時(shí)的最大擠壓速度為2.3m/min,擠壓溫度提高至420℃,棒材表面質(zhì)量下降,出現(xiàn)明顯的熱燒損現(xiàn)象;添加1﹪RE和1﹪Sb后,可提高擠壓溫度到420℃,產(chǎn)