含铈Mg-Al-Zn系镁合金热变形行为及组织性能的研究

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1、摘要摘要本试验选择AZ31、AZ6l和AZ9l镁合金，通过加入不同含量的铈元素，系统研究了铈元素对镁一铝一锌系镁合金的热变形行为、相组成、微观组织结构和力学性能的影响。试验获得如下结论：(1)在AZ31合金中添加1．0％Ce时，提高了合金高温塑性变形的峰值应力，改变变形激活能随温度变化规律，使得合金在高温和低温(试验中所选定温度中的高温和低温)的变形能力增加，因而有利于合金的热加工。(2)铝含量对合金的热变形有显著影响，铝含量升高，合金变形能力下降。因而在指定加工工艺中，针对AZ31、AZ61及AZ9l合金中铝含量不同，选择不同加工工艺。AZ31系变形能力好，可以将方形铸锭直接轧制成板材，

2、或先挤压，然后轧制成为板材；AZ61系合金变形能力降低，先进行挤压获得坯板，利用变形坯板比铸态坯板变形能力好，然后轧制；Az9l系变形能力最低，只进行了挤压变形。(3)铈元素的加入，可以在AZ3l、AZ61及AZ9l合金中产生新A14Ce相，随铈含量增加，Al。ce相增加，它为杆状，均匀分布于镁基体：随铝含量的增加，A1。Ce相粗化。Al。Ce相在镁合金为高温相，合金凝固过程最先析出，其他合金元素偏聚于它周围凝固，因而铸态组织成分偏聚严重，合金在加工前需要进行均匀化热处理，减少合金元素的偏聚。(4)在AZ31、AZ6l及AZ9l合金中添加铈元素可以分别提高合金的力学性能。在加工状态下，合金

3、强度随铈含量增加而增加，其中含1％铈的合金有最高的强度，比不含铈的该系合金高10％左右。属于AZ61添加铈的8“合金有最高的强度，轧制态，其抗拉强度为350MPa，屈服强度为274MPa，延伸率为6．2％：退火后，抗拉强度为306MPa，屈服强度为20lMPa，延伸率为19％。(5)铈元素对AZ91合金中时效强化有强韧作用。采用165。C、18中南大学硕士论文摘要小时时效工艺提高了含铈AZ91合金时效时的屈服强度和延伸率。铈元素的加入对A112Mgl7相的析出起推迟作用。关键词：镁合金，铈，微观组织，力学性能，热变形行为lI中南大学硕士论文Abs仃actAbstractThispaperh

4、avesystematicallystudiedtheeffectsofCeadditiononhotdeformingbehavior、thephasestructure、microstructuresandthemechanicalpropertyofAZ31、AZ61andAZ91magnesiumalloies．Someimportantprogresseshavebeenobtainedasfollows：(1)Adding1．O％ceintoAZ31magnesiumalloycanincreasepeakstressintensityinhotdeformationandch

5、angetheroleaboutdeformationactivationenergyinvariedtemperatures．Itiseasytodeformeathighandlowtemperatures，SOitisgoodforhot—forming．(2)Theabilityofdeformationreducesasaddingmorealaddition．Sodifferenthot-formingwaysaremadeforvariedaladditionalloys．AZ3lalloysholdgoodhot—formingability,itcanbeenrolled

6、fromcastblankintothinplank；abilityofhot—formingofAZ61alloysisnotasgoodasAZ31alloys，SOhot—extrusionisfirst，thenhot—rolling；abilityofhot—formingofAZ6lalloysisbad，onlyhot—extrusionismade．(3)Thenewrod—shapedphaseofA14CeCanbeformedbyaddingceadditionintoAZ31、AZ61andAZ91magnesiumalloies．Itisahightemperat

7、urephaseinmagnesiumalloy．Itprecipitatesfirstastheprocessofcrystallization，SOalloyingagentsbesideMgelementsegregatesaroundit．Itmustbeuniformheattreatmentbeforehot—deformation．(4)Mechanicalpropertyofthealloyscanbei