Mg-10Gd-3Y合金的塑性變形顯微組織演變規(guī)律研究.pdf

1、近年來，鎂合金作為最輕的結(jié)構(gòu)材料愈來愈受到重視，并已在許多行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。目前應(yīng)用的鎂合金絕大多數(shù)使用溫度不高，因此開發(fā)耐高溫鎂合金受到人們的重視。已有的研究發(fā)現(xiàn)，在鎂合金中加入稀土元素，特別是釓、釔等重稀土元素，可以大大提高鎂合金的室溫和高溫力學(xué)性能。本課題利用相圖計(jì)算軟件（Pandat）計(jì)算了GW103合金（Mg-10Gd-3Y）相圖，并分析了該合金鑄態(tài)和固溶處理態(tài)顯微組織和力學(xué)性能。在此基礎(chǔ)上，對(duì)該合金進(jìn)行了高溫壓縮實(shí)驗(yàn)，分

2、析了該合金的變形行為和組織演變規(guī)律。并根據(jù)壓縮結(jié)果進(jìn)行鍛造變形，研究了不同鍛造條件對(duì)該合金顯微組織和力學(xué)性能的影響。
　　 相圖計(jì)算結(jié)果表明：（1）GW103合金的室溫組織主要由α-Mg、Mg5Gd、Mg24Y5和MgZn組成。室溫下各相的摩爾分?jǐn)?shù)分別為Mg5Gd=0.1、Mg24Y5=0.06和MgZn=0.01。（2）固溶處理（520℃/24h）后合金的主要相組成為α-Mg和非平衡鎂稀土相。
　　 鑄態(tài)GW103合金

3、在熱壓縮實(shí)驗(yàn)過程中，峰值流變應(yīng)力隨應(yīng)變速率增加而增加，隨壓縮溫度的增加而減小。固溶處理后，合金的變形抗力較鑄態(tài)增加，表明固溶處理后合金不易熱變形。通過調(diào)節(jié)熱壓縮的參數(shù)，觀察組織中動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的發(fā)生程度和晶粒的細(xì)化效果，得出該合金的較佳壓縮變形參數(shù)為：450℃、0.1/s-1、60％。
　　 在熱壓縮的基礎(chǔ)上進(jìn)行熱鍛造試驗(yàn)。結(jié)果表明：450℃單向鍛造具有典型的熱加工特點(diǎn)，隨著變形溫度的降低、應(yīng)變速率和應(yīng)變量的增加，晶粒細(xì)化效果逐漸增

4、強(qiáng)，合金的抗拉強(qiáng)度逐漸增加。在恒溫多向鍛造過程中，隨著累積應(yīng)變量的增加，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶更充分，組織變得均勻。降溫多向鍛造時(shí)，可以有效保留以前各道次產(chǎn)生的新晶粒，抑制晶粒的長(zhǎng)大，得到比等溫多向鍛造更加均勻細(xì)小的等軸晶。
　　 在此基礎(chǔ)上，對(duì)尺寸為φ220x540mm的鑄錠進(jìn)行了多次多向鍛造，發(fā)現(xiàn)鍛錠表面完整，無明顯鍛造裂紋；鍛錠的頂面、底面、弧面和側(cè)面的中心區(qū)域的抗拉強(qiáng)度和延伸率分別為360～385MPa、370～380MPa、345