【摘 要】
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AZ系变形镁合金具有密度低、力学性能优异、压铸率高和加工性能好等优点,被广泛应用于交通运输、电子、军工、生物医用、航空航天等多个领域。然而,AZ系合金在高温环境下存在抗蠕变性能较差,强度和延伸率低等问题,限制了其应用范围。通过添加微量稀土元素提高AZ系镁合金的综合性能成为近年来的研究热点。本文通过铸造、挤压和轧制制备AZ31合金和AZ31-Nd-La镁合金。分别在300,350,400和450℃下
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AZ系变形镁合金具有密度低、力学性能优异、压铸率高和加工性能好等优点,被广泛应用于交通运输、电子、军工、生物医用、航空航天等多个领域。然而,AZ系合金在高温环境下存在抗蠕变性能较差,强度和延伸率低等问题,限制了其应用范围。通过添加微量稀土元素提高AZ系镁合金的综合性能成为近年来的研究热点。本文通过铸造、挤压和轧制制备AZ31合金和AZ31-Nd-La镁合金。分别在300,350,400和450℃下,利用高温拉伸至失效试验研究延伸率和抗拉强度,利用高温变化应变率拉伸试验研究应力指数。利用金相显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射分析（XRD）等检测手段,研究了高温变形中的显微组织演变。根据应力指数、激活能和显微组织,阐明了高温变形机制。研究结果表明:（1）将稀土元素Nd和La加入到AZ31合金中,在凝固过程中形成Al-Nd-Mn粒子,凝固后孪晶组织基本消失,形成均匀分布的的等轴晶粒。与AZ31相比,AZ31-Nd-La的变形协调性由于形成等轴晶粒而提高。（2）与AZ31相比,在相同的变形条件下,AZ31-Nd-La的强度略微降低,但延伸率有很大的提升。在应变率为10-2s-1和温度为300℃的变形条件下,AZ31-Nd-La合金的抗拉强度最大,达到85.62 MPa;在应变率为10-3s-1和温度为450℃的变形条件下,AZ31-Nd-La合金的延伸率达到192.5%的最大值。（3）当变形温度由300升高到350℃,合金中的块状Al-Nd-Mn粒子明显增多,尺寸略微变大且分布密度升高,Mg3Zn19La6和Al3Nd相同时存在。当变形温度升高到400和450℃时,Mg3Zn19La6、Al3Nd和Al11La3等相以混合析出相的形式存在。Mg3Zn19La6具有好的热稳定性,但Al11La3和Al3Nd相均对合金的综合性能起到改善作用。（4）AZ31和AZ31-Nd-La的变形机制随着变形温度由300升高到450℃发生改变。由于添加Nd和La形成二相粒子阻碍位错运动,AZ31-Nd-La在相同变形条件下具有更高的变形激活能。在300-350℃下,AZ31的主要变形机制为位错攀移蠕变,AZ31-Nd-La的主要变形机制为二相粒子强化的位错蠕变。两种合金在400-450℃下呈现相似的变形机制,当应变速率由10-3s-1升至10-2s-1时,主要变形机制由溶质牵制位错蠕变转变为位错攀移蠕变。
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