等通道轉(zhuǎn)角擠壓稀土變質(zhì)高鋁鎂合金的組織及性能研究.pdf

1、本文以高性能變形鎂合金材料為研究方向，以等通道轉(zhuǎn)角擠壓對高鋁稀土鎂合金的影響為主要研究內(nèi)容，以Mg-Al系合金Mg-15Al-xNd為研究基礎(chǔ)，對ECAP(等通道轉(zhuǎn)角擠壓)與高鋁稀土鎂合金Mg-Al-Nd的合金成分、組織結(jié)構(gòu)、室溫/高溫力學(xué)性能之間的關(guān)系進(jìn)行了較深入的系統(tǒng)研究。
　　 本文主要內(nèi)容為在250 ℃下，采用Bc路徑對不同成分的高鋁稀土鎂合金進(jìn)行4道次ECAP，探討4道次ECAP的變形行為對不同成分的Mg-15Al-X

2、Nd鎂合金的顯微組織、擠壓前后合金的硬度、室溫/高溫力學(xué)性能的影響規(guī)律，同時研究了稀土元素對Mg-15Al鎂合金的組織及性能，尤其是高溫性能的影響。
　　 首次將高鋁稀土鎂合金引入了研究課題，使用高Al(15wt[％])鎂合金可以在保證足夠塑韌性的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮b相的強(qiáng)化作用，從而使得合金強(qiáng)度的大幅度提高。研究了將適量稀土元素Nd加入到Mg-15Al合金中，從而使合金晶粒細(xì)化的機(jī)理。在同等凝固條件下，可使基體組織逐步得到細(xì)化，

3、晶間共晶體分散度隨之加大，α-Mg晶粒平均尺寸由62.4μm減小到27.9μm，晶粒細(xì)化效果明顯。稀土元素Nd細(xì)化Mg-15Al合金的主要機(jī)理是：Nd元素的加入使得凝固過程中固-液界面前沿成分過冷度增大；Mg-15Al合金的硬度、拉伸強(qiáng)度和伸長率也得到了提高，如抗拉強(qiáng)度從141.3 Mpa提高到189.6MPa，提高幅度達(dá)34.2[％]，伸長率則由0.23[％]提高到了1.1[％]。
　　 研究了Mg-15Al-xNd鎂合金EC

4、AP熱變形后的顯微組織與力學(xué)性能。結(jié)果表明：ECAP擠壓四道次后，Mg-15Al-xNd合金得到了明顯細(xì)化，α-Mg基體晶粒尺寸減小到2μm～3μm，部分區(qū)域晶粒尺寸小于1μm。ECAP變形細(xì)化Mg-15Al-xNd合金晶粒的主要機(jī)理是連續(xù)動態(tài)回復(fù)和再結(jié)晶。由于ECAP變形后，晶粒尺寸細(xì)化顯著，所以細(xì)晶強(qiáng)化作用非常顯著，合金的力學(xué)性能提高明顯。屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和延伸率大幅提高到224.6MPa、310.9MPa和7.5％。
　　

5、 研究了Mg-15Al-xNd鎂合金ECAP熱變形后的高溫力學(xué)性能。結(jié)果表明:含稀土鎂合金在不同溫度和應(yīng)變速率下力學(xué)性能呈現(xiàn)不同形式。在高溫下，晶界滑移成為影響材料變形行為以及組織與性能的關(guān)鍵因素。由于Al-Nd稀土相的存在，對晶界起到了釘扎作用，有效地阻止了晶界和位錯的滑動，提高了晶界滑動的切變抗力，從而提高了Mg-15Al合金的高溫強(qiáng)度。說明稀土變形鎂合金Mg-Al-Nd具有更高的耐熱性能，豐富了稀土提高鎂合金耐熱性能的理論。