MG-Y(0.5-5wt.%)挤压板材显微组织、拉伸流变行为和各向异性的研究

来源 :西南交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhiyin1976
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由于镁合金具有显著减重和提高燃料利用率的巨大潜力,其在航空航天、汽车工业和高速列车等行业的应用具有重要的意义。但是,镁合金室温下有限的塑性和成型性极大地限制了其进一步地应用。最新的研究表明,稀土元素尤其是钇元素(Y)的添加有利于非基面滑移和弱化镁合金织构,从而提高镁合金延伸率、降低各向异性进而提高其成型能力,但有关Y元素及变形条件对于镁合金各向异性的影响还较为欠缺。因此,本文系统研究了挤压温度(300~400℃)、应变速率(0.1~0.001s-1)和变形温度(25~300℃)对Mg-Y(0.5-5 wt.%)板材的显微组织、织构、拉伸流变行为和各向异性(ED、45°、TD三方向)的影响规律。  本研究主要内容包括:⑴Y元素含量的增加有利于细化晶粒、弱化织构和提高Mg-Y挤压板材的抗拉强度、屈服强度和延伸率,尤其是300℃和400℃下挤压Mg-1Y板材的延伸率分别达到了30.2%±2.1%和36.8%±3%;随着挤压温度的升高,相同Y含量的挤压板材的晶粒尺寸略有降低,所有挤压板材均表现出典型的稀土织构特征(基面最大强度沿ED分裂,沿TD扩展),Mg-0.5Y和Mg-1Y板材的织构强度略有增加,Mg-5Y的织构强度略有降低,Mg-Y板材的抗拉强度、屈服强度降低而延伸率升高;⑵Mg-1Y挤压板材在25-250℃区间的变形行为符合Arrhenius双曲正弦本构方程(ε)=4.48×1012[sinh(0.0567σ)]27.8exp(-124600/RT,峰值应力的计算值和实验值之间的平均误差为2.8%;变形激活能Q=124.6kJ/mol暗示着变形的速率控制机制为位错攀移;室温时Mg-1Y的应变速率敏感因子m(0.1)=0.026,比AZ31的室温m(0.1)=0.0025大很多,表明室温时Mg-1Y的塑性变形能力比AZ31轧制板材好很多。⑶300℃时的屈服强度各向异性从Mg-1Y的7.2%下降到Mg-5Y的2.7%,0°方向的r值从0.66~0.88(Mg-1Y)升高到1.04~1.18(Mg-5Y),而且,同时Mg-5Y300℃时三个方向上的r值差别比Mg-1Y的差别小,这些都说明了Y元素含量的增加可以降低镁合金的各向异性,这可能是由于Y元素含量的增加导致的更弱化的织构、被抑制的孪晶和被激活的非基面滑移而引起的;显微组织观察表明:提高Y含量和变形温度,可抑制孪晶;Y元素的增加可显著抑制动态再结晶。
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