【摘 要】
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镁合金在节能减重方面具有良好的应用前景,但强塑性倒置问题却制约着传统镁合金的发展。近年来,国内外学者从合金化、变形工艺和加工参数的角度开展了广泛的探索。研究证明,加工参数对镁合金微观组织的演化具有非常重要的作用,是对镁合金强度塑性一体化调控最简单有效的方法。本课题以新型Mg-6.0 Zn-2.0 Yb-0.5 Zr（wt.%,ZYb K620）挤压镁合金为研究对象,系统考察挤压温度和挤压比对合金动
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镁合金在节能减重方面具有良好的应用前景,但强塑性倒置问题却制约着传统镁合金的发展。近年来,国内外学者从合金化、变形工艺和加工参数的角度开展了广泛的探索。研究证明,加工参数对镁合金微观组织的演化具有非常重要的作用,是对镁合金强度塑性一体化调控最简单有效的方法。本课题以新型Mg-6.0 Zn-2.0 Yb-0.5 Zr（wt.%,ZYb K620）挤压镁合金为研究对象,系统考察挤压温度和挤压比对合金动态再结晶、动态析出、变形机制和织构演化的影响,以及拉伸变形过程不同挤压微观组织合金主导变形机制的演化,总结高性能含Yb镁合金的工艺参数调控准则。主要研究结论如下:挤压制度对含Yb的ZK60合金的显微组织演化有重要影响。较大的挤压比有效地细化了组织,诱导大量的纳米析出相析出,而较高的挤压温度促进了动态再结晶进程,提高了晶粒长大的驱动力。采用大挤压比（20:1）和低温（320°C）相结合的方法可以获得均匀细晶的ZYb K620挤压镁合金。在所研究的挤压制度中,连续动态再结晶形核（CDRX）在DRX进程中起主要作用,而粒子刺激成核（PSN）极大地促进了ZYb K620合金DRX程度,不连续动态再结晶（DDRX）和孪生诱导再结晶（TDRX）则对DRX贡献较小。研究证明,含Yb镁合金的再结晶驱动力可以通过调控挤压比和挤压温度激活和协调多种DRX机制来调节。CDRX和PSN机制有效促进了ZYb K620挤压合金连续且显著的基面织构弱化。较大的挤压比驱使大量新生再结晶晶粒向ED方向旋转,并以此获得更大的取向分布宽度,使织构弱化;而较高的挤压温度有利于非基面取向晶粒的优先生长,从而形成挤压方向的“稀土”织构组分。不同挤压制度使合金演化出不同的微观组织,这导致沿挤压方向单轴拉伸过程中主导变形机制的变化。在部分再结晶样品中,孪晶在拉伸初始阶段调节应变,而基面滑移主导了拉伸后期的塑性变形;而在完全再结晶的样品中,“稀土”织构有利于变形初期基面滑移的激活,而在变形后期则由多种变形机制共同协调应变。ZYb K620挤压合金随挤压参数的变化表现出可调的强度（屈服强度198-268MPa）和延展性（延伸率17.1-26.7%）。较高的挤压比常导致更好的塑性,而较低的挤压温度通常使合金获得更显著的强化效果。在使用320℃和20:1加工制度挤压的样品中获得了良好的强度和塑性协同,主要归因于晶界强化、多种滑移系活化、应力集中的缓解和加工硬化能力的增强。
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