论文部分内容阅读
Mg-Gd-Y-Zr系列镁合金因固溶强化和析出强化具有优异的室温和高温力学性能及抗蠕变性能,是具有广泛应用前景的新型高强耐热镁合金。本文以Mg-10Gd-3Y-0.5Zr为研究对象,使用金相、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、背散射电子显微镜等分析手段系统地研究了合金在350℃~450℃和10-1s-1~10-4s-1热压缩变形过程中的流变行为和组织演变特点,为进一步通过热加工优化 Mg-Gd-Y-Zr组织性能提供理论和实践依据。 Mg-10Gd-3Y-0.5Zr合金热压缩流变曲线均呈现再结晶单峰特点。峰值应力(10~230Mpa)和峰值应变(0.02~0.2)随着温度的升高和应变速率的降低而减小。在流变曲线分析的基础上,使用双曲正弦模型建立了合金的本构方程,其表观激活能为203.92KJ/mol,应力指数为3.02。 微观组织分析表明,合金在热压缩时均发生了动态再结晶。再结晶机制与变形机制密切相关。位错滑移是合金最主要的变形机制,位错形核连续动态再结晶是大多数变形条件下的再结晶机制。在该机制作用下,合金组织呈现项链结构,再结晶由晶界向晶内扩展。10-1s-1应变速率下,合金中产生拉伸孪晶辅助变形,孪晶与位错作用诱发再结晶形核。450℃10-3s-1和10-4s-1变形条件下,晶界迁移为合金重要的变形方式,晶界弓出形核为连续动态再结晶的形核机制。温度越高,应变速率越小,合金中的再结晶体积分数和平均晶粒尺寸越大。 合金在350℃~400℃温度区间进行压缩时,原始晶界再结晶区域,尤其是再结晶晶粒晶界处产生大量不规则颗粒状的β相。析出相尺寸随着温度升高,应变速率的降低而增大。400℃10-4s-1压缩条件下的析出相尺寸达到1μm以上。动态析出与动态再结晶随应变由晶界向晶内的扩展具有一致性。 合金热压缩过程中,晶界处应力诱发形成的析出相促进动态再结晶形核,导致析出相周围的再结晶晶粒相对细小。同时,再结晶晶界提供更多的析出相形核位置,促进动态析出相的产生。