【摘 要】
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压铸镁合金开发是汽车轻量化技术的关键,也是目前汽车材料领域的研究热点。然而,由于压铸工艺成型特点,使得合金中存在不均匀微观组织和大量的缺陷。不均匀组织和缺陷对合金的力学性能,特别是塑性,有显著影响,这也限制了压铸镁合金在工业上的进一步运用。因此,深入理解压铸镁合金微观组织、缺陷和力学性能关系非常重要,是通过优化压铸工艺参数来改善合金力学性能的基础。本课题以压铸AE44和AM60合金为研究对象,探究
【基金项目】
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国家重点研发项目（2016YFB0701204）
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压铸镁合金开发是汽车轻量化技术的关键,也是目前汽车材料领域的研究热点。然而,由于压铸工艺成型特点,使得合金中存在不均匀微观组织和大量的缺陷。不均匀组织和缺陷对合金的力学性能,特别是塑性,有显著影响,这也限制了压铸镁合金在工业上的进一步运用。因此,深入理解压铸镁合金微观组织、缺陷和力学性能关系非常重要,是通过优化压铸工艺参数来改善合金力学性能的基础。本课题以压铸AE44和AM60合金为研究对象,探究合金的不均匀微观组织特征,以及其对变形行为和塑性的影响。利用高分辨DIC技术测量合金厚度方向上应变的分布,分析微观组织对应变不均匀性的影响。通过断口定量分析探究了压铸合金塑性波动的主要因素,并根据AM60合金CT扫描结果,分析孔洞特征对延伸率的影响,建立缺陷-延伸率的预测模型。主要结论如下:（1）AE44和AM60合金的晶粒尺寸在厚度方向上呈现出明显的“三明治”结构,即两个细晶的表层中间夹着一个粗晶的心部。而且在AE44合金心部观察到异常长大的预结晶晶粒（Externally solidified crystals,ESCs）,尺寸达到600μm。AE44合金中Al11RE3相为主要的第二相,而Alx RESi2-x相含量较少。AM60合金的第二相为β-Mg17Al12。此外,两种合金中第二相和缺陷在厚度方向都呈现出不均匀分布;（2）同一批AE44和AM60合金样品的屈服强度（YS）变化范围不大,而抗拉强度（UTS）和延伸率（EL）则均在较大范围内波动,呈现出明显的不稳定性。压铸AE44和AM60合金的沿厚度方向硬度呈现明显的不均匀性,分别是由于AlxRESi2-x相和β-Mg17Al12相不均匀分布导致的;（3）在3%的应变下,AE44和AM60合金的水平应变场(exx)在厚度方向均呈现出不均匀分布,即心部区域出现了明显的应变集中。由高分辨DIC和EBSD结果可知,AE44合金中软取向的超大ESCs和孔洞往往容易在变形过程中发生应变集中。而对于AM60合金而言,孔洞是导致变形过程中出现应变集中的主要因素;（4）AE44合金的延伸率不仅断口上缺陷的面积分数有关,断裂面上超大ESCs也会降低延伸率。根据AM60合金断口上的CT结果可知,合金的延伸率主要与断口上缺陷的面积分数有关。孔洞的位置和大小会对样品的断裂位置有一定的影响,但局部孔隙率仍是决定断裂位置的主要因素;（5）对于AM60合金,延伸率可以近似认为是样品中标距段的最高局部孔隙率（HLPG）的函数。即拟合方程为Y=14-4.39*XHLPG。
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