Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金熱變形過程中的動態(tài)再結(jié)晶研究.pdf

1、稀土耐熱鎂合金以其較高的強度和良好的高溫抗蠕變能力能夠適合在高溫狀態(tài)下使用，但該類型合金的塑性較差，阻礙其發(fā)展和應(yīng)用。Mg-8Gd-3Y-1Nd-0.5Zr合金具有耐熱稀土鎂合金特有的優(yōu)勢，然而其熱成形性較差的缺點使這種合金不能得到廣泛的應(yīng)用。本文首先在本實驗室的先期研究基礎(chǔ)上，改進(jìn)了現(xiàn)有的均勻化退火工藝，制定了可以獲得更好的塑性和延伸率的分級均勻化退火方案。通過設(shè)計熱模擬（高溫單向壓縮）實驗，建立了該合金的高溫峰值應(yīng)力本構(gòu)方程，并基于

2、再結(jié)晶動力學(xué)的Avrami方程的修正模型，對熱變形過程中的動態(tài)再結(jié)晶現(xiàn)象進(jìn)行了研究和預(yù)測，結(jié)合不同變形條件下的顯微組織分析并驗證了模型的準(zhǔn)確性。
　　合金在第一級均勻化處理過程中在共晶相附近析出大量黑色短針狀相，該相的析出更加有利于第二級均勻化時共晶相的回溶。325℃×12h+530℃×12h，空冷的處理在所有均勻化方案中結(jié)果較好，達(dá)到抗拉強度197.30Mpa和延伸率3.42％的效果，且更加有利于動態(tài)再結(jié)晶的產(chǎn)生。
　　依

3、據(jù)雙曲正弦Arrhenius方程，通過對流變應(yīng)力峰值的線性回歸計算得到合金的形變激活能Q的平均值為253.14KJ/mol。在實驗條件范圍內(nèi)出現(xiàn)部分試樣的加工失穩(wěn)現(xiàn)象，在350℃，1s-1的變形條件下，應(yīng)變量時；以及350℃，0.1s-1的變形條件下，應(yīng)變量時發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象，同樣伴隨應(yīng)力突然下降的情況出現(xiàn)。
　　合金動態(tài)再結(jié)晶動力學(xué)模型說明溫度的升高、應(yīng)變量增大和應(yīng)變速率的減小均有利于動態(tài)再結(jié)晶的發(fā)生。且實驗用合金的動態(tài)再結(jié)晶也是一

4、個形核和長大的過程。
　　350℃變形時的動態(tài)再結(jié)晶機制以孿生動態(tài)再結(jié)晶（TDRX）為主，微觀組織由未動態(tài)再結(jié)晶區(qū)域、局域變形帶、孿晶和微型孔洞組成，其中孔洞有繼續(xù)擴展為微裂紋的趨勢，這也是部分實驗條件下試樣失穩(wěn)的原因。400℃和450℃變形時，大量析出相分布于原始晶界，且阻礙新晶粒的長大，動態(tài)再結(jié)晶機制以連續(xù)動態(tài)再結(jié)晶（CDRX）為主。500℃變形過程中，出現(xiàn)明顯的晶界弓出現(xiàn)象，動態(tài)再結(jié)晶以不連續(xù)動態(tài)再結(jié)晶（DDRX）為主，并伴