re、sb对az31镁合金热挤压变形行为的影响

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1、郑州大学硕上学位论文摘要镁合金作为一种轻质工程材料，具有比重轻、比强度和比刚度高，良好的电磁屏蔽能力和易于再生利用等一系列优点，被认为是21世纪最具发展潜力的材料。但由于镁合金为密排六方结构，滑移系少，塑性变形能力差、生产效率低，很大程度上制约了变形镁合金的发展和应用。前期研究表明，在AZ31镁合金中添加质量分数为I％RE和1％Sb，可有效改善合金铸态组织，提高其力学性能。本文采用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及能谱(EDS)等分析手段，通过热模拟、合金挤压加工和力学性能测试，较系统地研究

2、了RE和sb对AZ31镁合金塑性变形能力以及挤压材组织性能的影响，并分析了其对合金热变形特性的影响机理。借助Gleeble．1500D型热模拟试验机，研究了RE和sb对AZ31镁合金热压缩变形行为的影响。结果表明：质量分数为I％RE和1％Sb的添加，可显著增大AZ31镁合金的变形抗力，并有效促进合金热变形过程中的动态再结晶。挤压实验表明，随挤压温度升高，变形过程中动态再结晶程度增加，再结晶晶粒尺寸增大；随挤压比的增大，再结晶程度提高且晶粒明显细化。挤压温度为380℃，挤压比为17．4条件下挤压变形后，AZ31镁合金挤压材组织为原

3、始晶粒和再结晶晶粒的混合组织，再结晶不完全；添加I％RE或复合加入I％RE和1％Sb后，动态再结晶程度增大，且再结晶晶粒细化，合金中的稀土相颗粒呈链状分布。AZ31合金中加入I％RE后，挤压态合金抗拉提高了5．5％，延伸率和冲击韧性分别提高2．2％和5％。同时加入I％RE和1％Sb后，挤压材的力学性能最好，抗拉强度、延伸率和冲击韧性与AZ31相比分别提高了7．7％、11．1％和17．5％。断口形貌分析表明，在AZ31合金中加入I％RE和1％Sb后，挤压态合金的拉伸断口韧窝变细，韧窝数量明显增多且深度增加，韧窝之间有撕裂棱存在，表

4、现出明显的韧性断裂特征。AZ31．1％RE铸态合金组织中AI．RE相呈长针状沿晶界分布，挤压变形后稀土相破碎成多边形状，呈链状沿挤压方向集中分布在原针状相附近，受到外力时引起应力集中，对合金的塑韧性不利；AZ31．I％RE．1％Sb合金中，挤压前稀土相呈棒状或圆球状，分布在晶界附近和基体内，挤压后的稀土相破碎分布更加均匀和弥散，减小了挤压过程中的应力集中，提高了合金的塑性变形能力。郑州大学硕士学位论文摘要AZ31合金在挤压温度为380。C时的最大挤压速度为2．3m／min，挤压温度提高至420"C，棒材表面质量下降，出现明显的热

5、烧损现象；添加I％RE和1％Sb后，可提高挤压温度到420℃，产品表面未出现横向裂纹和热烧损，最大挤压速度达3．8m／min。即适量RE和Sb的添加可有效提高AZ31镁合金的挤压速度，进而提高其挤压生产效率。关键词：AZ31；RE；Sb；热模拟；挤压变形；组织性能；变形能力II郑州大学硕士学位论文ABSTRACTAbstractMagnesiumalloys，aSlightstructuralmaterials，existmanyadvantages,such勰lowdensity,highspecificstrength,hi

6、ghspecificstiffness，electromagneticshieldingperformanceandeasilyrecycledete．So，magnesiumalloysareknownas‘thegreenprojectmaterialshavingdevelopmentpotentialandbestfutureinthe21stcentury’．But,magnesiumhashepcrystalstructure，slipsystemislittleandthenplasticdeformationis

7、hard．Thepoorproductionefficiencyhasbecomethemainobstacletotheextensiveuseofwroughtmagnesiumalloys．OurpreviousresearchindicatedthattheadditionsofI％REand1％SbtOAZ31as—castalloycouldimprovethemicrostmetureandproperty．Bymeansofopticalmicroscopy(OM)，x-raydiffractometry(XRD

8、)，scanningelectronmicroscopy(SEM)equippedwithanEnergyDispersiveSpectrometer(EDS)system，thermalsimulation，tensileandimpacttoughnesst