Mg95.50Zn3.71Y0.79合金的高压凝固及热变形行为研究

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本文使用的实验合金为Mg95.50Zn3.71Y0.79合金,由2RRL-M8型真空电阻镁合金熔炼炉制备,通过CS-IB型六面顶压机在2 GPa、4 GPa条件下制备细晶Mg95.50Zn3.71Y0.79合金,利用Gleeble-3500热模拟试验机在变形温度为250-400℃、应变速率为0.001-1.0 s-1的条件下对实验合金进行热压缩变形试验,结合变形后的显微组织研究合金热变形行为。研究结果表明:常规铸造Mg95.50Zn3.71Y0.79合金组织由基体α-Mg、I-Mg3Zn6Y和W-Mg3Zn3Y2相组成,第二相多以“共晶组织”形式成连续网状分布在枝晶间,树枝晶粗大。4 GPa高压凝固合金组织得到显著细化,100 μm倍率下“冰花状”枝晶团数目由6个增加到110个。高压凝固Mg95.50Zn3.71Y0.79合金主要含有α-Mg,I-Mg3Zn6Y和Mg24Y5相,组织中第二相已不再连成网状,多呈“棒状”或“点状”均匀、弥散分布在基体上,第二相体积分数由21%降到13%,减少了 38%。高压凝固细化合金组织的同时也改善了其热变形能力。250℃高应变速率下高压凝固合金峰值应力σP高达233 MPa,高出常规铸造合金60 MPa。较高应变速率条件下,高压凝固合金均显示出高的加工硬化能力,加工硬化阶段形变组织中孪晶密度较大,滑移现象明显。变形后的微观组织显示,热压缩变形过程中发生了明显的动态再结晶,动态再结晶体积分数随应变速率的增加而增大。高压凝固合金组织的细化及粒状第二相对合金热压缩变形过程中动态再结晶产生很大的贡献。高压凝固合金形变较均匀,动态再结晶体积分数都远高于常规凝固合金,300℃下几乎达到完全动态再结晶状态。常规铸造和高压凝固合金的热塑性变形本构方程分别为:
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