合金元素影響鎂合金變形模式的第一性原理計(jì)算與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

3、鎂晶格的畸變大小和合金元素Nd對(duì){1012}孿晶位錯(cuò)的強(qiáng)化作用。討論了影響合金元素對(duì){1012}孿晶位錯(cuò)強(qiáng)化效果的因素。
　　基于計(jì)算結(jié)果，設(shè)計(jì)了Mg-xNd(x=0.03，0.18at％，編號(hào)為1＃、2＃)二元合金，通過(guò)對(duì)具有強(qiáng)烈擠壓纖維織構(gòu)的Mg-Nd合金的室溫壓縮試驗(yàn)，研究不同晶粒尺寸下鎂合金力學(xué)行為。分析討論了晶粒尺寸、合金元素含量對(duì)鎂合金中位錯(cuò)和{1012}孿生臨界分切應(yīng)力(CRSS)的影響。探討了退火處理對(duì)孿

4、晶結(jié)構(gòu)Mg-Nd合金強(qiáng)度以及變形過(guò)程中位錯(cuò)滑移和孿生兩種變形模式對(duì)協(xié)調(diào)應(yīng)變影響。
　　研究結(jié)果表明：
　?、俸辖鹪?Ag、Al、Bi、Dy、Er、Ga、Gd、Ho、In、Li、Lu、Mn、Nd、Pb、Sc、Sm、Sn、Y、Yb、Zn、Zr、Si在鎂晶格中置換格點(diǎn)上最穩(wěn)定，H在鎂晶格中四面體間隙位置最穩(wěn)定，C、N、O在鎂晶格中八面體間隙位置最穩(wěn)定。
　　②合金元素Al、Bi、C、Dy、Gd、H、In、Lu、N、Nd、O

6、Er、Ga、Gd、Ho、In、Li、Lu、Nd、Pb、Sm、Sn、Y、Yb、Zn能夠降低{1122}錐面位錯(cuò)的穩(wěn)定層錯(cuò)能，起到提高可動(dòng)位錯(cuò)穩(wěn)定性的作用。綜合考慮合金元素對(duì)位錯(cuò)形核難易程度、位錯(cuò)可動(dòng)性的影響，Bi、C、N、O、Nd、Pb、Sm、Sn、Yb是最有潛力通過(guò)調(diào)控位錯(cuò)來(lái)提高鎂合金力學(xué)性能的合金元素。
　?、芎辖鹪谹g、Dy、Er、Gd、Ho、Lu、Mn、Nd、Sm、Tm、Y、Yb、Z

7、n具有較顯著的強(qiáng)化{1012}孿晶位錯(cuò)的效果。合金元素Nd是強(qiáng)化孿晶位錯(cuò)效果最好的元素，在室溫下，當(dāng)Nd含量為0.03at%、0.18at%時(shí)，對(duì)孿晶位錯(cuò)的強(qiáng)化效果分別為6MPa和23MPa。
　　⑤平均晶粒尺寸在62~89μm范圍內(nèi)，1＃合金{1012}孿生的CRSS為25~19 MPa。平均晶粒尺寸在33~63μm范圍內(nèi)，2＃合金{1012}孿生的CRSS為24~21 MPa。1＃和2＃合金{1012}孿生的CRSS都隨晶粒尺

8、寸增大而減小。當(dāng)1＃、2＃合金平均晶粒尺寸相同時(shí)(~62μm)，2＃合金{1012}孿生的CRSS比1＃合金低4MPa，合金元素Nd對(duì)鎂合金{1012}孿生的CRSS影響不明顯。
　?、奁骄Я３叽缭?2~70μm范圍內(nèi)，1＃合金位錯(cuò)的CRSS為~50MPa，晶粒尺寸對(duì)位錯(cuò)的CRSS無(wú)明顯影響；當(dāng)平均晶粒尺寸達(dá)到89μm時(shí)，位錯(cuò)的CRSS降低至44MPa。平均晶粒尺寸在33~63μm的范圍內(nèi)，2＃合金