稀土鎂合金扭轉(zhuǎn)變形LPSO相演變及性能研究.pdf

1、熱扭轉(zhuǎn)變形過程中材料無明顯形狀變化，同時可獲得大的應(yīng)變量，可避免變形區(qū)域的摩擦效應(yīng)，不易產(chǎn)生塑性失穩(wěn)。而在合金強(qiáng)化中，第二相對合金力學(xué)性能提高的影響都不容忽視，LPSO相（長程有序相）作為合金中一種新型增強(qiáng)相，由于其結(jié)構(gòu)特殊，自身性能優(yōu)異，自從被發(fā)現(xiàn)后備受關(guān)注。本論文采用Gleeble-3500熱模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)對均勻化處理后的Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr鎂合金進(jìn)行扭轉(zhuǎn)變形，實(shí)驗(yàn)溫度:350℃、400℃、450℃和480℃，應(yīng)變速

2、率:0.001s-1、0.01s-1、0.1s-1和1s-1。
　　繪制扭轉(zhuǎn)變形的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，相同的應(yīng)變速率下，溫度越低，達(dá)到峰值應(yīng)力所需要的時間越少，速度越快;所對應(yīng)的峰值應(yīng)力越高，穩(wěn)態(tài)流變應(yīng)力也越高。同一溫度下，隨著應(yīng)變速率的增大，峰值應(yīng)力都表現(xiàn)為上升的趨勢;400℃、480℃時峰值應(yīng)力增加的速率基本恒定，擬合并建立扭轉(zhuǎn)的本構(gòu)方程。
　　XRD測試表明不同扭轉(zhuǎn)參數(shù)的合金擁有相同的物相:α-Mg，Mg12ZnY相(LP

3、SO相)和Mg3Zn3Y2相，LPSO相有明亮的塊狀、灰色的層片狀兩種形態(tài)。變形后，第二相的衍射峰在基本沒有改變，表明不同扭轉(zhuǎn)參數(shù)下這些相的體積分?jǐn)?shù)幾乎恒定，也說明第二相具有高溫?zé)岱€(wěn)定性。
　　隨著溫度的升高，絕大部分扭轉(zhuǎn)后的晶粒得到了細(xì)化。溫度較低時，第二相(LPSO相)演變主要以扭折為主，并且扭折是從晶界處開始;溫度較高時，LPSO相演變以相的破碎分解為主，溫度越高，破碎分解現(xiàn)象越明顯。
　　當(dāng)應(yīng)變速率較大時，由于變形過

4、快，LPSO相的演變主要以扭折為主，只在高溫時有很少量的動態(tài)再結(jié)晶發(fā)生;在應(yīng)變速率較小時，變形時間充足，塊狀LPSO相晶界邊緣處萌生層片狀結(jié)構(gòu)，并向晶粒內(nèi)生長并長大，扭曲的條紋狀并沿α-Mg晶粒分布;故高溫低應(yīng)變速率時LPSO相破碎分解明顯，變形充分，容易產(chǎn)生動態(tài)再結(jié)晶，晶粒更加細(xì)小，450℃、(ε)=0.01s-1時晶粒尺寸細(xì)化至32μm。此外，隨著應(yīng)變量的增大，第二相的扭折破碎加劇，動態(tài)再結(jié)晶越來越明顯。
　　與均勻化Mg-1

5、3Gd-4Y-2Zn-0.5Zr鎂合金相比，扭轉(zhuǎn)變形后的硬度值均得到增加，且隨著半徑的增大而增大。隨著應(yīng)變速率的增加，硬度值基本呈現(xiàn)增加趨勢，除應(yīng)變速率為0.001s-1時的硬度外，其余三個應(yīng)變速率對應(yīng)的硬度值增幅都相當(dāng)明顯;尤其是應(yīng)變速率為0.01s-1所對應(yīng)的硬度值，從效率與性能兩方面綜合考量均比較理想。與應(yīng)變速率的影響相反，溫度對硬度的影響是隨著溫度的升高，硬度值反而會下降;350℃、400℃、450℃扭轉(zhuǎn)時，同一應(yīng)變速率下硬度值