论文部分内容阅读
本文以目前广泛使用的变形镁合金AZ31B合金为研究对象，研究了添加不同量的稀土Nd对AZ31B合金铸态组织与性能的影响。结果表明：由于稀土Nd的添加使得AZ31B合金的组成相由α-Mg、Mg17Al12变成α-Mg、Al4Nd、Mg41Nd5和少量的Mg17Al12组成；稀土Nd的添加使得合金的铸态组织发生了一定的细化，并且当稀土Nd的添加量为0.8％时细化的效果最好。合金的力学性能有一定的提高但提高的幅度不大，主要是由于稀土Nd的加入在合金内部形成了热稳定性好的粗大的第二相，这些粗大的第二相在热处理过程中难以发生球化，因此在变形过程中对有基体较大的割裂作用，使得合金的铸态力学性能并没有随着晶粒细化而产生较大幅度的提高。
应用Gleeble-1500D热模拟实验机，研究了稀土Nd对AZ31B合金等温压缩过程中的流变应力的影响。研究结果表明：由于稀土Nd的加入使得AZ31B合金中的合金元素与Nd结合成热稳定性好的第二相从而使得α-Mg基体的再结晶温度降低，再结晶软化作用增强而导致AZ31B合金的流变应力随着稀土Nd添加量的增加而减小。并着重研究了变形工艺参数对AZ31B-Nd合金等温压缩过程中的流变应力的影响，并建立数学模型。研究发现AZ31B-Nd合金的流变应力与变形温度、应变速率之间的关系可以较好的用幂指数关系来描述，采用Z参数对AZ31B-Nd合金等温压缩变形过程中的流变应力峰值进行了预测，预测结果与实验结果基本一致。
对AZ31B-Nd合金进行了热挤压实验。研究结果表明：由于Nd和合金中Mg、Al元素形成热稳定性好的粗大的第二相在热挤压过程并没有发现明显的细化，从而使得在相同的热挤压工艺条件下，AZ31B-Nd合金的力学性能低于AZ31B合金。
对挤压后的棒材进行了不同变形量的轧制实验。实验结果表明：在较小的变形量下AZ31B-Nd合金的力学性能低于AZ31B合金；而当变形量增加时，AZ31B-Nd合金的力学性能显著提高，当变形量达到75％时，AZ31B-Nd合金的力学性能与AZ31B合金相当，继续增加变形量，AZ31B-Nd合金的力学性能超过AZ31B合金。这主要是由于在大变形、多道次、相对较低的变形温度的条件下，AZ31B-Nd合金中的粗大的第二相被充分破碎变成了细小的颗粒状的第二相并随着轧制过程中合金的延展而弥分布于合金内部，脆性第二相在变形过程中对基体的割裂作用显著降低并且起到了一定的强化作用，从而使AZ31B-Nd合金的力学性能得以提高。